Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Основные параметры варикапов




1. Cном – номинальная (общая) ёмкость – ёмкость между выводами при номинальном (заданном) напряжении смещения (обычно Uсм=4В) (от десятков до сотен пФ);
2. Cmax – максимальная ёмкость при заданном напряжении смещения;
3. Cmin – минимальная ёмкость при заданном напряжении смещения;
4. Kc – коэффициент перекрытия по ёмкости ;
5. rп – сопротивление потерь – суммарное активное сопротивление;
6. QB – добротность – отношение реактивного сопротивления на заданной частоте переменного сигнала(Xc) к сопротивлению потерь: (десятки – сотни единиц);
7. Umax – максимальное допустимое мгновенное напряжение, обеспечивающее заданную надёжность;
8. TKE – температурный коэффициент ёмкости (2*10-2 ÷ 6*10-4 1/К).

Основное применение варикапов – электронная настройка колебательных контуров.

 

Ср – разделительный конденсатор. Исключает шунтирование Сд по постоянному току.

R1 – большой номинал, исключающий уменьшение добротности.

Существенный недостаток – напряжение ВЧ влияет на варикап, изменяя его ёмкость, что ведет к расстройке контура.

 

Здесь уменьшена расстройка контура

 

 

Туннельные диоды.

 
 


УГО –

 

Туннельный диод – это полупроводниковый прибор, в котором используется туннельный механизм переноса носителей заряда через р-n переход при прямом напряжении на нём и в ВАХ которого имеется область отрицательного дифференциального сопротивления.

Явление туннельного эффекта в полупроводниках было открыто в 1958г. Японским ученым Лео Есаки.

Туннельный эффект заключается в том, что электроны проходят через потенциальный барьер p-n перехода, не изменяя своей энергии.

Для получения туннельного эффекта используется полупроводниковый материал (Gе, GaAs) с очень большой концентрацией примесей (до 1021 примесных атомов в 1см3), в то время, как для обычных полупроводников 1015/см3. Полупроводники с таким высоким содержанием примесей называются вырожденными. При этом ширина p-n перехода оказывается очень малой (не более 0,01мкм), что приводит к значительному повышению напряженности электрического поля на переходе (около 108В/м). В этих условиях имеется конечная вероятность того, что электрон, который движется к очень узкому переходу, пройдет сквозь него (как через «туннель») и займет свободное состояние с такой же энергией по другую сторону от барьерного слоя.

Как известно, в вырожденных полупроводниках уровни Ферми расположены внутри зоны проводимости полупроводников n- типа и внутри валентной зоны для полупроводников p-типа.

 

При , уровни Ферми совпадают, т.к. величина энергии на уровни Ферми должна быть одинаковой по всей структуре (а).

 

Внутри p-n перехода границы энергетических зон полупроводников p- и n- типов искривляются.

Между границей Wв полупроводника p- типа и границей Wп полупроводника n -типа образуется зона перекрытия. В этой зоне разрешенные уровни в разных полупроводниках расположены друг против друга. При этом возникают условия для туннельного перехода электронов из одного слоя в другой сквозь потенциальный барьер. Однако, для этого необходимо, чтобы против уровня в n- области, занятого электроном, имелся свободный уровень в p- области (за барьером). При (рис.а) такой возможности фактически нет (ниже уровня все уровни заняты), в результате ток через переход равен нулю.

Если к переходу приложить небольшое прямое напряжение (рис.б), энергетическая диаграмма полупроводников n-типа поднимется вверх, а p -типа – опустится вниз. В этом случае уровни некоторых электронов n -области расположатся против свободных уровней валентной зоны p-области, и возникнут условия для туннельного перехода электронов из электронного полупроводника в дырочный.

Через p-n переход потечет туннельный ток, величина которого будет зависеть от величины . Следует иметь ввиду, что при кроме туннельного тока течет и диффузионный ток, хотя он и очень мал, следовательно полный прямой ток через переход будет:

ВАХ p-n перехода с туннельным эффектом:

 

Основной особенность ВАХ туннельного перехода является наличие падающего участка характеристики (участок АВ). Эта особенность объясняется следующим образом: увеличение прямого напряжения, с одной стороны, увеличивает туннельный ток (участок ОА), а с другой, - уменьшает напряженность поля в p-n переходе. При , когда напряженность поля в переходе резко снижается, туннельный ток прекращается. При (рис.в) ВАХ соответствует уменьшению туннельного тока, при ВАХ соответствует в основном диффузионному току через p-n переход (туннельный ток становится равным нулю).

При подаче на p-n переход обратного напряжения (, рис.г) энергетическая диаграмма полупроводника n-типа опускается вниз, а p-типа – поднимается вверх. Ширина зоны перекрытия увеличивается, что приводит к росту обратного туннельного тока, поскольку возникают условия для свободного туннельного перехода валентных электронов p- обрасти в зону проводимости n -области. Iобр. зависит от Uобр., поэтому односторонняя проводимость p-n перехода при туннельном эффекте полностью отсутствует.

На участке АВ ВАХ p-n переход оказывает переменному току некоторое отрицательное сопротивление (дифференциальное) –

Отрицательное дифференциальное сопротивление служит удобным математическим символом, а не реальной физической величиной.

Уменьшение тока с ростом напряжения эквивалентно сдвигу фазы на 180˚. Поэтому мощность переменного сигнала, равная произведению тока на напряжение, на участке АВ будет иметь отрицательный знак. Это показывает, что туннельный диод на участке АВ не потребляет мощности переменного сигнала, а отдает её во внешнюю цепь.

С помощью отрицательного сопротивления можно скомпенсировать потери, вносимые в схему положительным сопротивлением и, т.о., в зависимости от поставленной задачи осуществить усиление, преобразование и генерирование незатухающих электрических сигналов.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-10-30; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 909 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Студент может не знать в двух случаях: не знал, или забыл. © Неизвестно
==> читать все изречения...

2781 - | 2342 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.008 с.