Главная  Электронные лампы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [ 50 ] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

ляется в вакууме в коваровый золоченый кристаллодержатель 7, К алюминиевому столбику прикреплен внутренний вывод 2. Соединение кристаллодержателя с баллоном 5 и выводом 1 осуществляется сплавлением в водороде.

Для использования свойств варикапа к нему необходимо подвести обратное напряжение (рис. 9.13).

Как известно, при отсутствии внешнего напряжения между областями р и n существует контактная разность потенциалов (потенциальный барьер) и внутреннее электрическое поле. Если к диоду приложить обратное напряжение f/обр (рис. 9-14, а), то высота потенциального барьера между областями р п возрастет на величину приложенного напряжения (рис. 9.14, 6), возрастет и напря-


-f о-

Рис. 9.12.

Конструкция

варикапа.

~ о-

Рис. 9.13. Схема вк.тючення варикапа.


Рис. 9,14. Действие обратного напряжения на р - п-переход:

а - jiuoftHoft слой зарядов в р - п-переход£; б - изменемнв потеггцнала ф вдоль перехода; е - изменение плотности объемного улряда р.

результате происходит

женность электрического поля в р - п-переходе. Внешнее обратное напряжение отталкивает электроны глубже внутрь области п, а дырки - внутрь области р. В расширение области р - п-перехода н тем больше, чем выше напряжение t/обр (t/обр > обр, d> d на рис. 9.14, б н е).

Таким образом, изменение обратного напряжения, приложенного к р - п-переходу, приводит к изменению барьерной емкости между областями р и п. Величина барьерной емкости диода Сб может быть определена из формулы

где 6 - относительная диэлектрическая проницаемость полупроводника; 5 - площадь р - п-перехода; d - ширина р - п-перехода.

Формула (9.3) аналогична формуле для емкости плоского конденсатора. Однако, несмотря на сходство этих формул, между барьерной емкостью и емкостью конденсатора имеется принципиальное различие. В обычном конденсаторе расстояние между его пластинами, а следовательно, и его емкость не зависят от напряжения, приложенного



к конденсатору. Шнрика же р - /г-ггерехода зависит от величины ириложе[П1ого к нему напряжения, следовательно, барьерная емкость зависит от напряжения: при возрастании запирающего напряжения ширина р - п-перехода увеличивается, а его барьерная емкость уменьшается.

Основной характеристикой варикапа является зависимость его емкости от величины обратного напряжения (вольт-фарадная характеристика). Типичная характеристика = f (/7обр) показана на рис. 9.15. В зависимости от назначения величина номинальной емкости варикапов может быть в пределах от нескольких пикофарад

Рис. 9.15. Зависимость емкости варикапа от величины обратного наиряже-

Е(ИЯ.


Рнс. 9.16. Схемы электронной настройки колебательных контуров.

варикапа при заданном варикапа при заданном

до сотен пикофарад. Зависимость емкости варикапа от приложенного напряжения определяется технологией изготовления р - /г-перехода. Параметры варикапов:

Номинальная емкость Сом - емкость между выводами варикапа при номинальном напряжении смещения.

Макси мальная емкость Ст?ск - емкость минимальном иапряже1ПН1 cteщeния.

Минима.1ьная емкость Сщш - емкость максимальном напряжении смещения.

Коэфуфициент перекрытия Кс - отношение максимальной емкости диода к минимальной.

Добротность Q - отношение реактивного сопротивления варикапа к полному сопротивлению потерь, измеренное на номинальной частоте при температуре 20" С.

Максимально допустимое напр.чжение Umax - максимальное мгновенное значение переменного напряжения, обеспечивающее заданную надежность при длительной работе.

Те.чпературный коэффициент емкости (ТКВ) - отношение относительного изменения емкости при заданном напряжении к вызвавшему его абсолютному изменению температуры окружающей среды.

Максимально допустимая мощность Ртзх - максимальное значение мощности, рассеиваемой на варикапе, при котором обеспечивается заданная надежность при длителыюй работе.

Основное применение варикапа - электронная настройка колебательных контуров. На рис. 9.16, с приведена схема включения



варикапа в колебательный контур. Контур образован индуктивностыо I и емкостью варикапа С. Разделительный конденсатор служит для того, чтобы индуктивность L ие закорачивала варикап но постоянному току. Емкость конденсатора Ср должна быть в несколько десятков раз больше емкости варикапа.

Управляющее постоянное напряжение 6= подается на варикан с потенциометра R2 через высокоомный резистор RL Перестройка контура осуществляется перемещением движка потенциометра R2.

Данная схема имеет существенный недостаток - напряжение высокой частоты влияет на варикап, изменяя его емкость. Это ведет к расстройке контура. Включение варикапов по схеме, показанной на рис. 9.16, б, позволяет значительно уменьшить расстройку контура при действии переменного напряжения. Здесь варикапы включены по высокой частоте последовательно навстречу друг другу. Поэтому при любом изменении напряжения на контуре емкость одного варикапа увеличивается, а другого уменьшается. По постоянному напряжению варикапы включены параллельно.

9.6. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ДИОДЫ СВЧ

Диоды этого типа находят широкое применение в схемах сверхвысокочастотных параметрических усилителей и генераторов. Для изготовления диодов СВЧ используются полупроводники с малым удельным сопротивлением, благодаря чему обеспе- 0

чивается быстрая рекомбинация неосновных носителей заряда и малая емкость р - я-перехода. По своей структуре СВЧ диоды являются точечными, причем контакт осуществляется простым прижимом заостренной металлической пружины к низкоомному полупроводнику без последующей формовки. Конструкция СВЧ диода показана на рис. 9.17.

Основными техническими показателями параметрических диодов являются:

Емкость р - я-перехода Сд.

Сопротивление потерь R„ - суммарное омическое сопротивление полупроводника, контактных соединений внутренних и внешних выводов диода.

Постоянная времени % - произведение емкости р - я-перехода диода на сопротивление потерь (т = Сд R„). От величины зтого произведения зависит предельная частота, иа которой диод можно применять для усиления сигналов.

Пробивное напряжение Uupoe - обратное напряжение на диоде, при котором обратный ток через диод начинает нарастать лавинообразно.

Обратный ток /обр - ток, протекающий через диод в обратном направлении при заданном напряжении смещения бсм-

Емкость корпуса диода С.

Индуктивность диода L.


Рис. 9.17. Конструкция диода СВЧ;

/ - керамическая пту.чки; 2 - коп-гактття пружинл; 3 - полупроводник; 4 - герметизирующая заливка.



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [ 50 ] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

0.0011