Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Высокочастотные импульсные диоды
Высокочастотные диоды являются приборами универсального назначения. Они могут работать в выпрямителях переменного тока широкого диапазона частот (до нескольких сотен мегагерц), а также в модуляторах, детекторах и других нелинейных преобразователях электрических сигналов. Высокочастотные диоды содержат как правило, точечный p – n – переход и поэтому называются точечными. Прямая ветвь ВАХ не отличается от соответствующей ветви характеристики плоскостного диода, чего нельзя сказать при сравнении обратных ветвей (рисунок 7, а). Поскольку площадь р – n перехода мала, то обратный ток невелик, однако участок насыщения практически не выражен, за счет токов утечки и термогенерации обратный ток равномерно возрастает. Значения постоянных прямых токов точечных диодов не превышает 50 мА, а значения допустимых обратных напряжений 150 В. По частотным свойствам точечные диоды подразделяются на две группы:
Помимо статической емкости В диапазоне сантиметровых и миллиметровых волн применяются германивые и кремниевые точечные диоды с очень малым радиусом точечного контакта в р – n переходе (2 – 3мкм). В таблице 2 приведен пример основных параметров высокочастотного диода Д 103А. Таблица 2 – Основные параметры высокочастотных диодов.
Импульсные диоды Импульсные диоды являются разновидностью высокочастотных диодов и предназначены для использования в качестве ключевых элементов в быстродействующих импульсных схемах. Помимо высокочастотных свойств импульсные диоды должны обладать минимальной длительностью переходных процессов при включении и выключении.  После включения прямого тока Отношение
Если Как и выпрямительные, импульсные диоды характеризуются статическими параметрами Врастающее время выпускаются кремниевые диодные матрицы и сборки, содержащие один или несколько импульсных диодов по определенной схеме включения. Такие матрицы и сборки можно применять в качестве отдельных функциональных узлов при проектировании импульсных и другого рода схем. Стабилитроны Стабилитроны – это кремниевые плоскостные диоды, предназначенные для стабилизации уровня постоянного напряжения в схеме при изменении в некоторых пределах тока через диод. Как отмечалось ранее, если обратное напряжение превышает значение
Если обратный ток через стабилитрон не превышает некоторое значение По величине допустимой мощности рассеяния К основным параметрам стабилитронов относятся: Минимальный ток стабилизации ограничивается величиной и нестабильностью обратного тока в предпробойный период, а максимальный обратный ток ограничивается допустимой мощностью рассеяния Динамическое сопротивление в рабочей точке на участке стабилизации:
Показывающий величину относительного изменения напряжения стабилизации при изменении напряжения стабилизации при изменении тока через стабилитрон; Температурный коэффициент напряжения стабилизации, характеризующий степень изменения температуры окружающей среды на 1
Уровень напряжения стабилизации определяется величиной пробивного напряжения На различный характер пробоя высоковольтных и низковольтных стабилитронов указывает знак при Для уменьшения Стабилизация низковольтного напряжения в пределах 0,3 – 1,0 В можно получить при использовании прямой ветви ВАХ, которая у кремниевых диодов с высокой концентрацией примеси в области базы почти параллельна оси токов. Такие диодыназывают стабисторами. Кроме того, промышленностью выпускаются двуханодные стабилитроны, имеющие симметричную ВАХ относительно оси токов. При этом напряжение стабилизации при прямом смещение стабилитрона равно напряжению стабилизации при обратном смещении.
Варикапы Варикапом называется специально сконструированный диод, применяемый в качестве конденсатора переменной емкости. Значение емкости варикапа определяется емкостью его p – n перехода и изменяется при изменении приложенного к переходу (к диоду) напряжения. В варикапах используется барьерная емкость, отличающаяся малым температурным коэффициентом, низким уровнем собственных шумов, слабой зависимостью от частоты и относительно высокой добротностью. Следовательно, в рабочем режиме к варикапу прикладывают запирающее напряжение.
График функции Пренебрегая в рабочем диапазоне частот малыми индуктивностями выводов и емкостью корпуса, эквивалентную схему варикапа можно изобразить, как показано на рисунке 10,б. Где сопротивление R представляет собой дифференциальное сопротивление обратно смещенного p – n перехода и поэтому велико (не меньше мегаома), а сопротивление r состоит из сопротивления базы Полное сопротивление схемы:
откуда реактивная часть сопротивления:
Так как добротность конденсатора определяется отношениями реактивного сопротивления к активному, то из уравнений приведенных выше получим:
На низких частотах диапазона сопротивлением r можно пренебречь, поскольку
С учетом того, что на высоких частотах выполняется неравенство
Для повышения добротности варикапа в области высоких частот толщины базы выбирают минимально возможной с повышенной концентрацией примеси. В результате уменьшается сопротивление Основными параметрами варикапов являются: номинальная емкость Таблица №3 Основные параметры варикапа. |
||||||||||||||||||||||
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 695. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |
Рисунок 7
точечные диоды характеризуются теми же параметрами, что и выпрямительные (рисунок 7,в).
(рисунок 8, а) в базе диода вблизи p – n перехода возникает избыточная концентрация неосновных носителей заряда, в результате чего снижается прямое сопротивление диода, а следовательно, напряжение на диоде 
превышает установившееся 
(рисунок 8, б).
называется наибольшим импульсным сопротивлением ( 
). Поскольку избыточный неравновесный заряд в базе рассасывается за время, которое не меньше времени жизни неосновных носителей (время, в течении которого концентрация неравновесных носителей уменьшается в ε раз, для германия и кремния это время лежит в пределах (10 – 100 мкс.), то напряжение на диоде снижается до 
за конечный промежуток времени, называется временем установления прямого сопротивления (напряжения) 
. Наиболее эффективный способ снижения 
Рисунок 8 –Эпюры токов (а, г) и напряжений (б, в) при отпирании и запирании диодов
быстро изменить на запирающее 
(рисунок 8, в), то обратный ток резко возрастет до значения 
(рисунок 8, г) за счет того, что накопившиеся в базе (n – слое) при протекании прямого тока дырки втягиваются полем p – n перехода обратно в эмиттер (р – слой). При этом обратное сопротивление резко уменьшится. В результате последующего процесса рекомбинации дырок с электронами, занимающего конечный отрезок времени, концентрация дырок достигает равновесного значения, а обратный ток уменьшится до установившейся величины 
. Промежуток времени с момента прекращения прямого тока до момента, когда обратный ток достигает своего установившегося значения 
и 
, а также параметрами предельного режима 
и 
. Основными же являются импульсные параметры: 
, 
и 
, а также ток 
, который может значительно превышать ток статического режима 
, происходит лавинный пробой p – n перехода, при котором обратный ток резко возрастает при почти неизменном обратном напряжении. Такой участок характеристики (участок а б Рисунок 9,а) используют стабилитроны, нормальным включением которых в цепь источника постоянного напряжения является обратное.
а) ВАХ стабилитрона б) Схема включения стабилитрона
Рисунок 9
то состояние электрического пробоя не приводит к порче диода и может воспроизводиться в течении десятков и сотен тысяч часов. Как правило исходный материал используемый для стабилитронов – кремний, поскольку обратные токи кремниевых p – n переходов невелики, а следовательно нет условий для саморазогрева полупроводника.
. Стабилитроны подразделяются на: стабилитроны малой 
, средней 
, и большой 
мощности.
– напряжение стабилизации (напряжение на стабилитроне) при указанном токе стабилизации 
(рисунок 9,а) Помимо 
и максимальное 
значения токов на участке стабилизации.
и выражающийся в процентах:
зависящего, в свою очередь, от ширины p – n перехода, а следовательно, степени легирования кремния примесью.
. У низкочастотных стабилитронов с ростом температуры напряжение стабилизации уменьшается, у высоковольтных увеличивается и 
(например, p – n переход, смещенный в прямом направление, значение которого с ростом температуру, компенсируется в определенной степени уменьшением напряжения на сопротивлении 
а) вольт–фарадная характеристика б) эквивалентная схема варикапа
Рисунок 10
представляет собой зависимость емкости от величины приложенного напряжения, называется Вольт – фарадной характеристикой (рисунок 10, а). С ростом обратного напряжения емкость варикапа уменьшается, так как расширяется область пространственного заряда p – n перехода, а, следовательно, увеличивается его толщина.
и сопротивления омического контакта.
и величина добротности:
величина добротности определяется уравнением:
а, следовательно, r. Однако уменьшается также величина пробивного напряжения.
определяемая при нормальном напряжении смещения 
максимальная 
и минимальная 
емкости соответственно при максимальном и минимальном напряжениях смещения (или коэффициент перекрытия 
), добротность Q, а также 
. В таблице 3 приведен пример основных параметров варикапа.