Варикапи або варактори
Діод зі змінною ємністю відомий як варікап або варактор. Якщо діод зміщений у зворотному напрямку, між двома напівпровідниковими шарами утворюється ізолює збіднена область. У багатьох диодах товщина збідненого області може бути змінена шляхом зміни зворотного зсуву. Це змінює і ємність. Цей ефект посилений в варикапах. Умовні графічні позначення показані на малюнку нижче, одне з них відповідає здвоєному диоду із загальним катодом.
Варикап: разом зі зворотним зміщенням змінюється ємність. Це змінює частоту резонансного контуру.
Якщо варікап є частиною резонансного контуру, як показано на малюнку вище, то резонансну частоту можна змінювати за допомогою керуючого напруги, Vупр. Конденсатор великої ємності з низьким XC. включений послідовно з варикапом, запобігає замикання Vупр через індуктивність L на корпус. Так як цей конденсатор має велику ємність, він із мінімальним впливом на частоту резонансного контуру. Cдополн може використовуватися для установки центральної резонансної частоти. Vупр може потім змінювати частоту щодо цієї точки. Зверніть увагу, що на малюнку не показана активна схема, необхідна для генерації сигналу на резонансної частоті. Приклад схеми настройки AM радіо через варикапа наведено в розділі 9 ( «електронна настройка на варикапа»).
Деякі варикапи при зміні зворотного зсуву дуже різко змінюють ємність переходу. Ці діоди забезпечують відносно велика зміна ємності. Це корисно, коли генератори або фільтри перебудовуються в великому діапазоні частот. Зміна зсуву в номінальному діапазоні у таких «різких» варикапов змінює ємність у співвідношенні 4: 1, у «гіперрезкіх» варикапов - 10: 1, у «супер гіперрезкіх» варикапов - 20: 1.
Варактори можуть використовуватися в схемах умножителей частоти.
Діоди з накопиченням заряду
Діоди з накопиченням заряду (ДНЗ), також відомі як SRD (step recovery diode) діоди, призначені для використання в помножувачах частоти з великими коефіцієнтами множення на частотах до 20 ГГц. Коли діод зміщений в прямому напрямку, заряд зберігається в PN переході. Цей заряд витікає, коли діод зміщений у зворотному напрямку. При прямому зміщенні SRD діод виглядає як джерело струму з низьким внутрішнім опором. Коли прикладається зворотне зміщення, він все ще виглядає як джерело з низьким опором до тих пір, поки весь заряд не буде знятий. Потім SRD діод «замикається» в стан високого імпедансу, викликаючи імпульс напруги, багатий гармоніками. Застосування SRD діодів - це генератор «гребінки», великої кількості гармонік, і модифіковані умножители 2x і 4x.
PIN діод являє собою швидкодіючий переключающий діод з низькою ємністю. Не плутайте переключающий PIN діод з PIN фотодиодом. PIN діод виготовляється подібно перемикати кремниевому диоду з областю з власного полупровдніка, доданої між шарами PN-переходу. Це дає більш товсту обедненную область, ізолюючий шар в переході діода, до якого прикладено зворотне зміщення. Це призводить до більш низької ємності, чому у переключающего діода зі зворотним зміщенням.
PIN діоди використовуються в якості комутуючих діодів в радіочастотних додатках. Повідомляється, що діод загального призначення 1n4007, 1000 В, 1 А можна використовувати в якості комутуючого PIN діода. Висока номінальна напруга цього діода досягається за рахунок включення внутрішнього шару з власного напівпровідника, що розділяє PN-перехід. Цей власний шар робить 1n4007 PIN діодом. Інше застосування PIN діода - антенний перемикач.
PIN діоди при зміні прямого зміщення служать в якості змінних резисторів. Одних з таких застосувань є атенюатор змінної напруги. Низька ємність PIN діодів розширює частотний діапазон аттенюатора до СВЧ діапазону.
Лавинно-пролітні діоди (IMPATT діоди)
Лавинно-пролітний діод (IMPATT, IMPact Avalanche Transit Time) - це потужний радіочастотний генератор, що працює на частотах від 3 до 100 ГГц. IMPATT діоди виготовляються з кремнію, арсеніду галію або карбіду кремнію.
До лавинно-прогінній (IMPATT) діода прикладається зворотне зміщення вище напруги пробою. Високі рівні легування дають тонку обедненную область. Отримане високе електричне поле швидко прискорює носії заряду, що звільняють інших носіїв заряду при зіткненнях з кристалічною решіткою. Дірки потрапляють в область P +. Електрони дрейфують у бік N областей. Каскадний ефект створює лавинний струм, який збільшується, навіть коли напруга на переході зменшується. Імпульси струму відстають від піків напруги на переході. Ефект «негативного опору» в поєднанні з резонансним контуром створює коливання на високих рівнях потужності (високих для напівпровідників).
Резонансний контур на принциповій схемі, зображеної на малюнку вище, являє собою еквівалентну схему секції хвилеводу, в якій встановлено лавинно-пролітний (IMPATT) діод. Зворотне зміщення постійною напругою подається через дросель, який запобігає втрати радіочастотного сигналу в джерелі зміщення. Це може бути секція хвилеводу, відома як трійник зміщення. Малопотужні передавачі радарів можуть використовувати лавинно-пролітний (IMPATT) діод як джерело сигналу. Для використання в приймачах ці діоди занадто шумні.
діод Ганна
Діод Ганна складається виключно з напівпровідника N-типу. Таким чином, він не є справжнім діодом. На малюнку нижче показаний слабо легований шар N -. оточений сильно легованими шарами N +. Напруга, що прикладається до діода Ганна з арсеніду галію N-типу, створює сильне електричне поле в слабо легованої шарі N -.
У міру збільшення напруги провідність зростає через електронів в низькоенергетичної зоні провідності. Коли напруга перевищить поріг, приблизно рівний 1 В, електрони почнуть переміщатися з нижньої зони провідності до більш високоенергетичної зоні провідності, де вони більше не сприяють провдімості. Іншими словами, у міру збільшення напруги струм зменшується, явище негативного опору. Частота коливань визначається часом проходження електронів провідності, яке знаходиться в зворотній залежності від товщини N - шару.
Частоту в деякій мірі можна контролювати, помістивши діод Ганна в резонансний контур. Еквівалентна схема, показана на малюнку вище, насправді є коаксіальної лінією передачі або волноводом. Діоди Ганна з арсеніду галію здатні працювати в діапазоні від 10 до 200 ГГц при потужностях від 5 до 65 мВт. Діоди Ганна також можуть служити в якості підсилювачів.
діод Шоклі
Діод Шоклі є чотирьохшаровий тиристор, який використовується для запуску великих тиристорів. Він проводить струм тільки в одному напрям, коли він відкритий напругою, що перевищує напругу включення, близько 20 В. Для більш докладної інформації зверніться до розділу 7 «Тиристори», розділ «Діод Шоклі». Двунаправленная версія називається діністоров, дияк.
Діоди постійного струму (SRD діоди)
Діод постійного струму. також відомий як струмообмежувальним діод. або токорегулірующій діод. або SRD діод. робить саме те, що має на увазі його назву: він обмежує протікає через нього струм до деякого максимального рівня. Діод постійного струму являє собою двохвивідною версію польового (JFET) транзистора. Якщо ми спробуємо збільшити струм, що протікає через цей діод, вище його точки регулювання, він буде просто «стримувати» його, збільшуючи падіння напруги. Якби ми зібрали схему на малюнку нижче (a) і побудували б графік залежності струму діода від напруги на ньому, то отримали б графік, який спочатку піднімається, а потім вирівнюється в точці регулювання струму, як показано на малюнку нижче (b).
Застосування діодів постійного струму (SRD діода) полягає в автоматичному обмеження струму, що протікає через світлодіод або лазерний діод, в широкому діапазоні напруги живлення, як показано на малюнку нижче.
Звичайно, точка регулювання струмообмежувального (SRD) діода повинна бути обрана так, щоб відповідати оптимальному прямому струму світлодіода або лазерного діода. Це особливо важливо не для світлодіодів, а для лазерних діодів, оскільки звичайні світлодіоди більш терпимі до змін прямого струму.
Зберегти або поділитися