Варикапы. 
Варикапы

Это электрически перестраиваемая емкость на основе обратносмещённого p-n-перехода. Варикапы предназначены для использования в качестве конденсатора, емкость которого зависит от величины обратного напряжения.

.

где С₀ — емкость при напряжении равном нулю, U — напряжение на емкости, ц_к — контактная разность потенциалов, н — равна ½ — 1/3 (в зависимости от способа изготовления Основные параметры варикапа:

• 1) Ёмкость при определённом обратном напряжении.(С_в, U=5в)
• 2) Коэффициент перекрытия: К_п = С_{в max}/C_{в min}. (5 — 8)
• 3) Температурный коэффициент емкости (ТКЕ) равен ДC/СДT,

ТКЕ = (ДC/СДT)100%.

4) Добротность. Q=X_cв/r_п; где Х_св — реактивное сопротивление варикапа, r_п— сопротивление активных потерь.

Схема включения варикапа Варикапы обычно используются для электронной перестройки резонансной частоты колебательных контуров.

Сопротивление служит для задания напряжения управляющего С_к. С_сб>>C_к устраняет шунтирование варикапа катушкой L_k по постоянному току.

L_бл устраняет шунтирование колебательного контура резистором по переменному сигналу. C_бл, L_бл — вспомогательные элементы, C_к, L_к — основные.

Стабилитроны и стабисторы Приборы, на основе p-n-перехода, предназначенные для стабилизации напряжения. Стабилитрон — полупроводник диод, ВАХ который имеет участок малой зависимости приложенного напряжения от тока, протекающего через него. Такой участок лежит на обратной ветви ВАХ и возникает в результате пробоя диода.

Основные параметры:

U_{стаб.номин.}

ДU_стаб.— разброс напряжения стабилизации.

J_{ст.номин.}

4,5. J_ст.min, J_ст.max

Дифференциальное сопротивление стабилизатора на рабочем участке Rg=(ДU/ДJ)/J=J_{ст номин}

(Т.К.Н.) Температурный коэффициент напряжения.

Параметрический стабилизатор напряжения.

R_н — сопротивление нагрузки.

R_огр — ограничивающее сопротивление.

VD — стабилитрон.

Обеспечивает постоянное напряжение на выходе при уменьшении напряжения на входе или на нагрузке.

U_вых=U_вх-I₀R_огр

Пусть входное напряжение возросло, тогда возрастет ток J₀.При возрастании J₀ возрастет только ток J_VD, благодаря чему напряжение на нагрузке остаётся постоянным.

Порядок расчёта параметрического стабилизатора

Задано входное напряжение и возможное изменение тока через нагрузку ДJ_н.

Выбор стабилитрона:

U_вых=U_{ст. ном}

ДJ_н?J_{ст. ном}

Расчёт:

R_огр = (U_вых-U_{ст. ном})/J_{ст. ном}

Большинство стабилитронов имеют положительный Т.К.Н., причём его величина довольно большая. Для уменьшения Т.К.Н., применяют термокомпенсированные стабилитроны.

TКH (VD)_ст>0,.

ТКН (VD)_диода =-0,23В/г.

Стабилитроны, предназначенные для стабилизации двухполярного напряжения, называются двуханодые стабилитроны.

Если в одном корпусе:

Cтабисторы Стабистор предназначен для стабилизации напряжения и представляет собой диод, смещённый в прямом напряжении.

Остальные параметры стабисторов аналогичны параметрам стабилитронов. Стабисторы имеют U_{ст ном}>3,2 В. Стабисторы используются для получения стабируемых напряжений <3,2 В.

Туннельный и обращенный диоды На границе сильнолегированных p-n областей имеет место туннельный эффект. Он проявляется в том, что на прямой ветви ВАХ диода появляется участок с отрицательным сопротивлением. Обратная ветвь такого диода практически отсутствует, то есть при малых обратных напряжениях начинается туннельный пробой, а отсюда резкое возрастание обратного тока.

рис.1) (рис. 2)

На (рис.1) ВАХ обычного диода, а на (рис.2) — ВАХ диода с концентрацией примесей 10²¹.

Участок с отрицательным сопротивлением позволяет использовать туннельные диоды для усиления и генерации электрических сигналов.

Генератор гармонических колебаний на туннельном диоде.

R₁, R₂ — резистивный делитель, задающий рабочую точку на участке с отрицательным сопротивлением.

L_k, C_k — колебательный контур.

С_бл — емкость блокировочная, по переменной составляющей она подключает туннельный диод параллельно к колебательному контуру.

Туннельный диод, включен параллельно колебательному контуру и обладает отрицательным сопротивлением, это сопротивление компенсирует положительное сопротивление потерь контура, в результате чего сопротивление потерь контура обращается в ноль, а колебания получаются гармоническими, незатухающими.

Обращенные диоды Обращенные диоды являются разновидностью туннельных. В них концентрация (N) примеси несколько меньше, чем в туннельных. За счет этого отсутствует участок с отрицательным сопротивлением.

Обратная ветвь таких диодов является проводящей электрический ток за счет туннельного пробоя. Обращенные диоды применяются для выпрямления переменных сигналов небольшой амплитуды до 0,3 В.

ВАХ:

Маркировка полупроводниковых диодов Маркировка состоит из шести элементов:

К Д 2 1 7 А или К С 1 9 1 Е

• 1 ^{2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6}
• 1 — Буква или цифра, указывающая вид материала, из которого изготовлен диод:
• 1 или Г — Ge (германий),
• 2 или К — Si (кремний),
• 3 или, А — GeAs.
• 2 — Буква, указывающая тип диода по его функциональному назначению:

Д — диод, С — стабилитрон, стабистор, В — варикап, И — туннельный диод.

• 3,4,5 — Цифры, указывающие назначение и электрические свойства диодов.
• 6 — Буква, указывающая деление диодов по параметрическим группам.

Транзисторы варикап конденсатор диод транзистор Транзисторы — это полупроводниковые приборы с тремя и более выходами, предназначенные для усиления и генерации электрических сигналов.

Транзисторы имеют три вывода: выходной, общий и входной для подачи управляющего сигнала.

Выходной сигнал — выходной ток. В зависимости от способа управления им транзисторы делятся на две группы:

1) Токовые транзисторы: I_вых = kI_вх

В таких транзисторах используются носители заряда двух типов: электроны и дырки. Управление движением зарядов в этих транзисторах осуществляется током. Поэтому их также называют биполярными.

2) Полевые транзисторы: I_вых = SU_вх

С помощью U_вх в объеме транзистора создается управляющее электрическое поле. В образовании выходного тока в таких транзисторах принимают участие или электроны, или дырки, поэтому их иногда называют униполярными.

Биполярные транзисторы Биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый прибор с двумя близко расположенными, а потому взаимодействующими p-n-переходами и тремя выводами.

Биполярный транзистор — полупроводниковый прибор с тремя областями разной проводимости (рис.27).

В зависимости от чередования этих областей, различают два типа биполярных транзисторов: n-p-n и p-n-p.

По технологии изготовления различают сплавные и планарные транзисторы.

1) Сплавной транзистор.

W — толщина области базы (?0,1 — 10мм), S_ЭП<КП.

2) Планарный транзистор (метод диффузии).

Принцип работы биполярного транзистора и соотношение для его токов Физическая модель биполярного транзистора и схема его включения в активном режиме:

Эмиттер — выполнен из сильно легированного полупроводника и является инжектором носителей заряда для области базы.

База слабо легирована примесями. Ширина базы много меньше диффузионной длины. W<n.

Коллектор сильно легирован примесями и предназначен для экстракции (поглощения) носителей зарядов, инжектируемых эмиттером.

При работе в активном режиме полярности источников напряжения U_ЭБ, U_КБ выбираются так, что ЭП смещен в прямом, а КП — в обратном направлении.

Поскольку база имеет малую концентрацию примесей по сравнению с соседними областями, то ЭП и КП располагаются в ее области.

При смещении ЭП в прямом направлении происходит ввод основных носителей заряда в базу, где они становятся не основными (инжекция). В базе введенные заряды первоначально группируются вблизи ЭП. А затем за счет диффузии или дрейфа начинают двигаться к КП. Достигнув его, неосновные носители попадают в сильное электрическое поле и переносятся им в область коллектора, где снова становятся основными носителями заряда (экстракция). Для компенсации зарядов, направляющихся в области коллектора, возникает коллекторный ток во внешней цепи. Часть зарядов области базы не достигает КП, рекомбинируя с основными носителями области базы, это создает ток базы.

Основные соотношения токов в транзисторе.

• 1. I_э= I_к + I_б
• 2. I_б= бI_э + I_ko,

где б — коэффициент передачи тока эмиттера.

• (б=I_k/I_э)(0,9−0,999), бI_э — неосновные носители заряда, инжектируемые эмиттером (управляема составляющая), I_ko— собственный тепловой ток КП (неупрвляемая составляющая, зависит от окружающей среды).
• 3. Iб= Iэ — Iк=(1-бs)Iэ — Iko, если Iэ=0, то Iб= -Ik0