Закріплення вивченого матеріалу

Дати у зошиті відповіді на питання:

6.1 Який прилад називається діодом?

6.2 Наведіть класифікацію діодів.

6.3 Наведіть відміну між площинним та точковим діодами.

Самостійна робота № 7

Тема: Варікап. Імпульсний діод. Фотодіод. Світлодіод. 31

Мета:

Знати - умовне графічне позначення (УГП), основні параметри, схему включення діодів

Вміти - пояснити принцип дії діодів

План вивчення теми:

1 Варікап

2 Імпульсний діод

3 Фотодіод

4 Світлодіод

Рекомендована література

Гершунский Б.С «Основы электроники и микроэлектроники» К., «В.Ш.», 1987, ст.94-102, 105-109

Исаков Ю.А. « Промышленная электроника » Киев 1975 , ст. 20-22

Основні теоретичні відомості Варикап

Варикап - це напівпровідниковий діод, в якому використовується залежність ємності від величини зворотної напруги і який призначений для застосування як елемент з електрично керованою ємністю.

Напівпровідниковий діод володіє дифузійною і бар'єрною ємностями. У якості варикапів використовують тільки діоди при зворотному зміщенні яких виявляється тільки бар'єрна ємність.

Якщо до діода прикласти зворотну напругу, то висота потенційного бар'єра зросте на величину прикладеної напруги , зросте і напруженість електричного поля на електронно- дірковиму переході.

Зовнішня зворотна напруга відштовхує носії углиб напівпровідника. У результаті відбувається розширення PN переходу. Зміна зворотної напруги, прикладеної до переходу, приводить до зміни бар'єрної ємністі між Р і N областями.

Зміна зворотної напруги приводить до зміни бар'єрної ємності. величина бар'єрної ємності визначається по формулі:

Сб=es/4pd, (7.1)

де e - відносна діелектрична проникність матеріалу;

s – площа PN переходу d - ширина PN переходу.

О сновною характеристикою варикапа (див. рисунок 7.1) є залежність його ємності від величини зворотної напруги (вольтфарадна характеристика).

Величина номінальної ємності варикапа може змінюватися в межах від 10х-100х пФ.

Параметри варикапа:

• ємність варикапа;

• коефіцієнт перекриття по місткості;

• добротність варикапа;

• максимально допустима;

• температурний коефіцієнт ємності;

• максимально допустима потужність.

Варикапи застосовуються в схемах з електронною настройкою коливальних контурів. Контур утворений індуктивністю і ємністтю варикапа.

Р озділовий конденсатор служить, для того щоб індуктивність не закорачувала варикап по постійному струму. Ємність конденсатору С1 повинна бути в декілька десятків разів більше ємності варикапа. Перебудова контуру здійснюється переміщенням движка потенціометра R2.

Імпульсний діод

Імпульсний діод призначений для роботи в швидкодіючих імпульсних схемах з часом перемикання 1 мкс і менш.

Імпульсні діоди виготовляються точковими, сплавними, зварними і дифузійними.

Схема включення імпульсного діода і його основна характеристика приведені на рисунку 7.3.

При прямому включенні через діод протікає прямий струм, величина якого визначається амплітудою вхідного сигналу, опором навантаження і опором відкритого діода. Якщо вхідний сигнал змінюється стрибкоподібно, то діод закривається не вмить. У перший момент часу спостерігається різке збільшення зворотного струму через діод, який поступово меншає.

Це явище пов'язане зі специфікою роботи PN переходу і являє собою вияв ефекту накопичення. Під час протікання прямого струму через PN перехід здійснюється інжекція носіїв. У безпосередній близькості до переходу створюється концентрація неосновних носіїв заряду, яка у багато разів перевищує концентрацію рівноважних носіїв: чим більше концентрація носіїв, тим більше зворотний струм.

Основною характеристикою імпульсного діода перехідна характеристика.

Параметри імпульсного діоду

• Час відновлення зворотного опору;

• Заряд перемикання;

• Загальна місткість;

• Імпульсне пряме напруження;

• Імпульсний прямий струм.