Диоды Ганна
Диоды Ганна используются в основном для генерирования колебаний ВЧ и СВЧ. В основе принципа действия этих диодов лежит эффект Ганна, связанный с особой зависимостью подвижности носителей заряда от напряженности электрического поля.
Работающий диод Ганна формирует импульсный ток с длительностью импульсов порядка 10-10 с. Временная диаграмма тока диода Ганна в режиме накопления заряда приведена на рис.
7.8 Варикапы(УГО )
Варикап – это полупроводниковый диод, действие которого основано на импользовании зависимости емкости р-п-перехода от обратного напряжения. Предназначен для применения в качестве электрически управляемой емкости. Широко применяются в схемах автоматической подстройки частоты.
На рис. показана примерная зависимость барьерной емкости р-п-перехода от обратного напряжения.
Барьерная емкость определяется по формуле:
,
где S – площадь перехода в см2; Nd- концентрация донорной примеси; U-обратное напряжение.
Параметры варикапов:
- Сн – номинальная емкость – емкость между выводами, измеренная при заданном обратном напряжении;
- КС – коэффициент перекрытия по емкости – отношение емкостей варикапа при двух заданных значениях обратных напряжений;
- Q – добротность варикапа – отношение реактивного сопротивления варикапа на заданной частоте к сопротивлению потерь при заданной емкости или обратном напряжении;
- – температурный коэффициент емкости, представляющий собой относительное изменение емкости варикапа, приходящееся на один градус изменения температуры окружающей среды;
- Uобр.max – максимально допустимое обратное напряжение;
- Рmax- – максимально допустимая рассеиваемая мощность.
Относительное изменение емкости неодинаково для различных абсолютных значений температуры. Поэтому в справочниках обычно приводится температурная зависимость коэффициента α. Добротность варикапа также зависит от температуры.
7.9 Стабилитроны(УГО )
Полупроводниковый стабилитрон – это кремниевый диод, работающий под обратным напряжением в режиме электрического пробоя и предназначенный для стабилизации напряжения в нелинейных цепях постоянного тока.
Для стабилизации высокого напряжения Uст > 3 В используют обратную цепь ВАХ. Для стабилизации небольших значений Uст 1,5 В используют прямую ветвь, а применяемые в этом случае диоды называются стабисторами.
Промышленность выпускает стабилитроны с напряжением стабилизации от 3,3 до 180 В.
Применение именно кремния в качестве исходного материала объясняется малым значением и слабой зависимостью от температуры обратного тока у кремниевых диодов.
Стабилитрон включается в схему параллельно нагрузке, а в неразветвленную цепь включается балластное сопротивление.
На рис. ниже приведена схема включения и ВАХ кремниевого стабилитрона.
Точка 1 на ВАХ соответствует минимальному значению тока, при котором обеспечивается режим электрического пробоя. Точка 3 соответствует максимально допустимой мощности, рассеиваемой диодом при обратном включении.
Схема стабилизации рассчитывается так, чтобы при номинальном входном напряжении Uвх и заданном токе в нагрузке RH, при котором напряжение на нагрузке и стабилитроне было бы равно напряжению стабилизации UСТ, а ток, протекающий через стабилитрон, был равен среднему значению между максимально и минимально допустимыми токами стабилизации Iст ср (точка 2). Процесc стабилизации напряжения на нагрузке протекает следующим образом.
Если, например, входное напряжение повысилось, то сопротивление стабилитрона уменьшится, ток через него возрастет, а напряжение на нагрузке почти не изменитея. Излишек напряжения гасится на балластном резисторе.
Основные параметры стабилитронов:
- UСТ –напряжение стабилизации, т.е. напряжение на стабилитроне при протекании заданного тока стабилизации;
- Rст – дифференциальное сопротивление стабилитрона, т.е. ;
- αст – температурный коэффициент напряжения стабилизации, т.е. отношение относительного изменения напряжения стабилизации к абсолютному изменению температуры окружающей среды при постоянном токе стабилизации: .
Предельные параметры определяют границы эксплуатации режимов, при которых компонент может работать в течение гарантированного срока. Для стабилитронов предельные параметры:
- Iст min – минимально допустимый ток стабилизации (наименьший ток через стабилитрон), при котором напряжение UСТ находится в заданных пределах;
- Iст max – максимально допустимый ток стабилизации (наибольший ток через стабилитрон), при котором напряжение UСТ находится в заданных пределах, а температура перехода не выше допустимой;
- Рmax – максимально допустимая рассеиваемая мощность, при которой не возникает теплового пробоя р-п-перехода.
Дата добавления: 2015-06-12; просмотров: 1072;