3.7 Варикапы

-это полупроводниковый диод , действие которого основано использовании емкости от обратного напряжения .

- используются в качестве электрически управляемой ёмкости для управления частотой колеб. контура в схемах умножения и деления частоты, в схемах частотной модуляции, управляемых фазовращателях и др.

Изготавливают из Si, а сейчас из AsGa.

1. Используют сплавные – резкий p-n переход

2. В диффузионном плавное распределение примесей – примесным ёмкости меньше.

С _В= ;

где m=0,5 для сплавных;

m=0,3 диффузионных;

С_во – емкость при U_обр=0.

3. Для более резкой зависимости С_В=(U_обр)

В эпитакс. варикапах используются переходы p⁺-n-n⁺.

p⁺-n-n⁺ с обратным градиентом распределения примеси.

Достоинство – высокое Q(r_S малое)

Параметры

С_н; С_макс; С_мин

к _с= – коэф. Перекрытия(от 1.8 до 20);

ТКС= ;

Q_в -добротность варикапа.

P_{в мах}-максимальная мощность расеивания;

U_{обр мах}- максимальное обратное напряжение;

Эквивалентная схема

а б в

r_S=r_б+r_э; R_у>1МОм

Добротность варикапа в общем случае

Q_B=

На нижних частотах схема имеет вид б.

Q_бС_барr_ут

Затем при  С_борR_у>>1 и

Q_{B ВЧ}= , т.е , Q_в.

Максимальная величина добротности варикапа находится в диапазоне 10-30 МГц.

При Т - Q_в.

Применение варикапов.

Управление резонансной частотой контура.

Достоинство: повышается надёжность за счёт исключения индуктора или блока КПЕ, позволяет разместить блок практически в любом месте устройства, облегчает экранировку блока и позволяет получать фиксированные настройки в пределах диапазона на любое количество станций.

Для стабильной настройки частоты настройки возникают требования связанные с необходимостью получить высокостабильное управляющее напряжение для исключения нестабильности частоты и модуляции фоном по напр. питания;

необходима высокая добротность варикапов; возникновение нелинейных искажений при подаче на варикапы больших переменных напряжений при сильных сигналах.

Для исключения нелинейных явлений (перекрёстной модуляции, возникновения сигналов комбинирующих частот варикапы включаются по высокой частоте последовательно, а по постоянному току параллельно.

1. U_~вар= ;

2 . Чётные гармоники напряжения противоположны по знакам и идентичны по величине и при идентичности варикарпов компенсируются, не вызываю чётных гармоник в контуре.

Параметры С U_{обр.мах} к_с Q_в I_обрмах Р_доп

(50МГц) мкА Вт

КВ101 160…240 (0,8) 4 1,1…1,2 150 1 0,15

КВ105 400…600 (4) 90 4 500(10МГц) 20 0,1

КВ110А 12…18 (4) 45 2,5 300 1 0,1

КВС111А 29,7…36,3 (4) 30 2,1 200 1

КВ115 100…700 (0) 100 - - 0,1

КВС120А,Б 230…320 (1) 32 2 100(1МГц) 0,5

КВ122 2,3…2,8 (25) 30 4…5,5 150 0,2

КВ123 2,6…3,8 (25) 28 6,8 250

Для ДВ и СВ выпускаются варикапы

С к_с Q_в U_обрмах ,МГц

КВ135 485-596 20 150 13 10

КВ139 500-620 18 160 16 1

КВС120 230-320 2 100 32 10

КВ 2В124 24-29 5,7 200 28 50

КВ127 230-280 20 140 32 10

УКВ КВ126 2,6-3,8 6,8 200 2,8 250

Контрольные вопросы

1. Охарактеризуйте структуры, используемые в полупроводниковых диодах.

2. Какими параметрами характеризуются низкочастотные выпрямительные диоды?

3. Чем отличаются германиевые и кремниевые диоды?

4. Какие достоинства и недостатки выпрямительных диодов Шотки?

5. Почему размеры выпрямительных диодов при одинаком значении Iвыпр. ср импортного производства меньше, чем диодов производства стран СНГ?

6. Дайте определение стабилитрона.

7. Какими параметрами характеризуются стабилитроны?

8. Какие физические процессы лежат в основе работы стабилитронов?

9. Какая связь между напряжением стабилизации и температурным коэффициентом напряжения стабилизации?

10. Охарактеризуйте особенности прецизионных стабилитронов?

11. Какие особенности стабисторов?

12. Какое назначение варикапов?

13. Какими параметрами характеризуется варикап?

14. От каких факторов зависит емкость и коэффициент перекрытия емкости варикапа?

15. Нарисуйте и поясните схему замещения варикапа.