1114

Использование варикапа

Доклад

Физика

Основная характеристика варикапа и эквивалентная схема. Структура варикапа. Допустимое обратное напряжение.

Русский

2013-01-06

49.5 KB

35 чел.

Использование варикапа

Вновь рассмотрим p-n переход. Известно, что по сути это слой изолятора, на границах которого расположены области полупроводника хотя и плохо, но все –же проводящего электрический ток. С некоторыми допущениями можно считать, что это конденсатор, пластинами которого служат p и n области, а диэлектриком сам p-n переход. Интерес представляет свойства этого конденсатора при подаче напряжения.

При подаче обратного напряжения электрическое поле на переходе возрастает. Электроны в n области оттягиваются к выводу + , обнажаются атомы примеси и толщина перехода в области n увеличивается. Подобное явление будет происходить и в p области. Вывод таков: слой диэлектрика в конденсаторе стал толще, следовательно, емкость конденсатора уменьшилась (раздвинули пластины).

 

                            

                                      Рис. Структура варикапа

Для симметричного перехода зависимость толщины Δ от обратного напряжения определяется следующей простой формулой:

                                          ,

где φk – контактная разность потенциалов, N – концентрация примеси, U-обратное напряжение, e-заряд электрона, ε-диэлектрическая проницаемость.

Емкость перехода при обратном напряжении называется барьерной Сбар, ее зависимость от обратного напряжения – основная характеристика данного диода.

Имеются также специфические параметры.

Это коэффициент перекрытия k равный отношению Cmax  к Cmin, обычно имеет величину 4-8.


                                                                          Сбар

                                                                                        Смах

                    

Смин

 Uобр

Рис. Основная характеристика варикапа и эквивалентная схема

Имеются также специфические параметры.

Добротность варикапа  - параметр характеризующий качество конденсатора. Вспомним , что при обратном напряжении через переход пойдет ток неосновных носителей. Он мал, но все же имеет достаточную для того, чтобы считать p-n переход сопротивлением Rобр . Rобр. – это отношение Uобр к Iо.

Допустимое обратное напряжение Uобр.мах. Следует не забывать про пробой перехода при превышении этой величины.

Применяется варикап при замене обычного конденсатора переменной емкости там, где требуется изменение ее величины без механических усилий. Это настройка резонансных контуров (в радиоприемниках), в параметрических усилителях, при автоматической подстройки частоты в генераторах и т. д. На рис  варикап применяется для настройки резонансной частоты колебательного контура. Резонансная частота зависит от величины индуктивности L и результирующей емкости С=C1*Cvd/(C1+Cvd),

.


Рис. Применение варикапа

При подаче управляющего напряжения Uупр меняется емкость варикапа и как следствие резонансная частота.


C1

Сvd

+ Uупр  -

R

L

бал