Варикапы, вольт-фарадные характеристики, параметры, структура.Схема включения.
Варикап — это полупроводниковый диод, предназначенный для использования в качестве конденсатора, управляемого напряжением.
Варикапы работают при обратном смещенииp-n-перехода, и используется барьерная емкость. При увеличении обратного напряжения емкость варикапа уменьшается по закону
,
где С(U) — емкость диода; С0 — емкость диода при U=0; φк — контактная разность потенциалов; n— коэффициент, зависящий от типа варикапа (n=1/2¸1/З); U – обратное напряжения на варикапе.
Условное обозначение варикапа и график зависимости С(U) приведены на рис.3.7.
Варикап, предназначенный для умножения частоты сигнала, называют варактором.
Эквивалентная схема варикапа (рис.3.8) содержит барьерную емкость, сопротивление обратно смещенного p-n-перехода r= (которое очень велико) и последовательное сопротивление rs, которое включает сопротивления базы и контактов и должно быть как можно меньше. В идеальном случае rs=0, r==¥ варикап являлся бы идеальным конденсатором. Степень приближения к идеалу определяется добротностью – отношением реактивной мощности к активной мощности потерь:
Q=Pреак/Pакт=Xc/rпот
где Xc – реактивное сопротивление варикапа, rпот – сопротивление активных потерь. Добротность зависит от частоты сигнала:
(3.1)
Добротность достигает максимального значения на частоте ω=ωопт= (рис.3.9).
К основным параметрам варикапа относят:
1. Общая емкость варикапа С – емкость, измеренная при определенномобратномнапряжении (измеряется при U=5В и составляет десятки – сотни пФ).
|
|
2. коэффициент перекрытия по емкости Кпер =Сmax/Сmin— отношение емкостей варикапа при двух крайних значениях обратного напряжения (Кпер=5¸8);
3. добротность варикапа Q;
4. Обратный ток варикапа Iобр – постоянный ток, протекающий через варикап в обратном направлении при заданном обратном напряжении.
К параметрам предельного режима относят максимально допустимое постоянное обратное напряжение Umах и максимально допустимую рассеиваемую мощностьРmах.
Варикапы обычно используют для электронной перестройки резонансной частоты колебательных контуров. Схема включения варикапа показана на рис.3.10 а; Lк и Cк – индуктивность и емкость контура, R – переменный резистор, для установки необходимого напряжения смещения варикапа, Ср и Rр – разделительные конденсатор и резистор, препятствующие проникновению высокочастотного напряжения в цепь смещения и постоянного тока в колебательный контур. C(U) – ёмкость варикапа. Емкость Срвыбирается достаточно большой величины Ср>>Cк, так что для переменной составляющей является коротким замыканием и емкость C(U) включена параллельно Cк.Резонансная частота управляется напряжением:
|
|
Недостатком такой схемы является то, что емкость варикапа зависит не только от управляющего напряжения U, но и зависит от амплитуды высокочастотного напряжением на контуре. Этот недостаток устраняется в схеме рис. 3.5б. Здесь два варикапа включены встречно-последовательно. При этом высокочастотное напряжение контура приложено к ним вразной полярности и на общую емкость не влияет.
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 1108; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!