Классификация диодов:

• Выпрямительные

• Стабилитроны

• Туннельные

• Обращённые

• Варикапы

• Фотодиоды

• Светодиоды

• Диоды Шоттки

Выпрямительные диоды.

Рис.2. Схема включения и вольт-амперная характеристика диода

Диоды подразделяются на точечные и плоскостные.

Плоскостные диоды обладают большей площадью и ёмкостью перехода. Схема замещения диода показана на рис.3.

Рис.3. Схема замещения диода.

Так как сопротивление емкости обратно пропорционально частоте напряжения, согласно формуле

,

на высоких частотах сопротивление диода снижается практически до нуля, p-n-переход не работает на этих частотах .

Для снижения паразитной ёмкости p-n-перехода используют точечные переходы, т.е. снижают площадь контакта, которая достигает в СВЧ-диодах порядка 1 мкм², а граничная частота детектирования – сотен ГГц.

При подаче прямого напряжения (« + » на анод, «  » на катод) на диод до 0,3 В ,ток через диод не протекает.

Это напряжение необходимо для преодоления потенциального барьера контактного перехода. При дальнейшем повышении напряжения ток резко увеличивается и имеет квадратичную зависимость от напряжения.

Дальнейшее повышение напряжения может привести к превышению максимально допустимого значения тока, а температура в области катода, где происходит рекомбинация электронов и дырок, может превысить максимально допустимое значение. В этом случае происходит необратимый процесс теплового пробоя p-n-перехода.

При подаче обратного напряжения, ширина p-n-перехода увеличивается, тем самым ограничивается число инжектируемых электронов из n- в p-область. При достижении U_ПР происходит электрический пробой (процесс обратимый). При дальнейшем повышении напряжения электрический пробой переходит в тепловой (необратимый процесс).

Параметры которые определяют по прямой ветви ВАХ диодов и характеризующие их свойства:

- сопротивление диода постоянному току

_- дифференциального сопротивления _.

Стабилитроны

Рис.6 Схема включения стабилитрона Рис.7 ВАХ стабилитрона

Принцип действия основан на обратимом электрическом пробое.

При достижении обратного напряжения U_ОБР=U_СТ происходит электрический пробой p-n-перехода, в результате ток через стабилитрон I_C резко возрастает (рис.7).

В результате падение напряжения на R_Б увеличивается, а на нагрузке R_H остается без изменения.

Стабилитроны серии Д814 имеют напряжение стабилизации от 3 до 20 В.

Параметры которые определяют по обратной ветви ВАХ стабилитронов и характеризующие их свойства:

- статическое сопротивление

_- дифференциального сопротивления .

Варикап

Варикап представляет собой электрически управляемую ёмкость.

Рис.8 Условно графическое обозначение варикапа.

Рис.9 Зависимость емкости варикапа от приложенного обратного напряжения

Рис.10 Модель варикапа как плоского конденсатора

Ёмкость, как известно из курса физики, представляет собой зависимость

Т.к. ширина p-n-перехода d зависит от приложенного обратного напряжения U_обр, то при постоянстве абсолютной , относительной диэлектрических проницаемостей материала и площади p-n-перехода, ёмкость варикапа зависит только от d (рис.10).

Под воздействием U_обр регулируется расстояние между p и n областями. Получаем зависимость: при повышении обратного напряжения ёмкость варикапа падает (рис.9).

В качестве варикапов необходимо применять плоскостные диоды, чтобы увеличить ёмкость. Варикапы используются как подстроенные, электрически управляемые конденсаторы в колебательных контурах.

Ёмкость их порядка десятков пикофарад (пФ). Варикапы применяют для автоматической подстройки частоты колебаний для удержания её в заданных пределах.