Основные параметры варикапов и их типовые значения

1. Общая емкость С—емкость, измеренная между выводами варикапа при заданном обратном напряжении (десятки— сотни пФ).

2. Коэффициент перекрытия по емкости—отношение емкостей варикапа при двух заданных значениях обратных напряжений: К = Св max / Св.min (несколько единиц — несколько десятков единиц).

3. Сопротивление потерь r—суммарное активное сопротивление, включая сопротивление кристалла, контактных соединений и выводов варикапа.

4. Добротность (Qв—отношение реактивного сопротивления варикапа на заданной частоте переменного сигнала (Хс) к сопротивлению потерь при заданном значении емкости или обратного напряжения.

5. Температурный коэффициент емкости (ТКЕ).

Диоды других типов. Кроме рассмотренных диодов некоторое распространение получили стабисторы (КС107, 2С113А, 2С119А), туннельные и сверхвысокочастотные диоды, среди которых различают сверхвысокочастотные детекторные, параметрические, переключательные и ограничительные, умножительные и настроечные.

Стабисторы, как и стабилитроны, предназначены для стабилизации напряжения. Однако в отличие от последних в них используется специальная форма прямой ветви вольт-амперной характеристики. Поэтому стабисторы работают при прямом напряжении и позволяют стабилизировать малые напряжения (0,35—1,9 В). По основным параметрам они близки к стабилитронам, но включаются в цепь стабилизации в прямом направлении.

Туннельные диоды —это полупроводниковые приборы, на вольт-амперной характеристике которых имеется участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением (участок 7—2 на рис. 2.7, a). Наличие его является следствием проявления туннельного эффекта. В зависимости от функционального назначения туннельные диоды условно подразделяют на усилительные (ЗИ101, ЗИ104 и др.), генераторные (ЗИ201—ЗИ203), переклю­чательные (ЗИ306—ЗИ309). Область их применения в настоящее время ограничена из-за большей эффективности, даваемой другими полупроводниковыми компонентами. Обращенные диоды представляют собой разновидность туннельных и характеризуются тем, что вместо участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением у них на вольт-амперной характеристике имеется практически горизонтальный участок (рис. 2.7, в). В этих диодах прямую ветвь характеристики можно считать обратной. Обращенный диод имеет значительно меньшее прямое напряжение, чем у обычных диодов, и может быть применен для выпрямления малых напряжений. Значения обратного напряжения также малы.

Диоды, предназначенные для генерирования шумов, составляют отдельную группу полупроводниковых приборов—так называемых генераторов шума, например типа 2Г401. По виду вольт-амперных характеристик и схеме включения они практически не отличаются от стабилитронов. Режим их работы выбирается так, чтобы обратный ток (ток пробоя) был меньше Iст.min. При малых токах параметры напряжения пробоя нестабильны, в результате чего возникают его колебания, происходящие случайным образом (генерируется напряжение шумов). Спектр их достаточно широкий (до 3,5 МГц), а спектральная плотность напряжения генераторов шума лежит в пределах 1,5 мкВ/Гц^1/2—15 мкВ/Гц^1/2, причем при изменении обратного тока спектральная плотность меняется в два раза и более.

Рис. 2.7. Вольт-амперная характеристика туннельного диода (в) и его условное обозначение (б); вольт-амперная характеристика обращенного диода (в) и его условное обозначение (г)

Сверхвысокочастотные диоды подразделяют на смесительные (2А101—2А109 и др.), детекторные (2А201—2А203 и др.), параметрические (1А401—1А408), переключательные и ограничительные (2А503—2А524), умножительные и настроечные (Э2А601—2А613), генераторные (ЗА703, ЗА705). Это специальные типы диодов, предназначенные для работы в сантиметровом диапазоне волн, которые характеризуются параметрами, важными для работы в этом диапазоне частот.

Магнитодиоды представляют собой полупроводниковые приборы, вольт-амперная характеристика которых существенно зависит от значения индукции магнитного поля и расположения его вектора относительности плоскости p-n-перехода. При практическом применении магнитодиод обычно включают в прямом направлении и используют зависимость его сопротивления от магнитной индукции. Так, например, у магнитодиодов КД-301В при В=0 и I=3 мА падение напряжения на диоде составляет 10В, а при 5=0,4 Тл и /=3 мА—около 32 В. Эта группа диодов используется в качестве датчиков магнитного поля.

Диоды Ганна основаны на использовании одноименного физического явления генерации высокочастотных колебаний электрического тока в полупроводнике. Это следствие того, что у некоторых полупроводниковых материалов на вольт-амперной характеристике имеется участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением, аналогичный характеристике, приведенной на рис. 2.7, a. При создании в таком материале электрического поля определенной напряженности возникают колебания электрического поля. Частота их определяется параметрами самого диода, а не параметрами внешней резонансной системы, как это имеет место, например, в генераторах, выполненных на туннельных диодах.

Обозначения полупроводниковых диодов состоят из шести элементов. Первый элемент—буква, указывающая, на основе какого полупроводникового материала выполнен диод. Германий или его соединения обозначают буквой Г, кремний и его соединения—К, соединения галлия—А. В приборах специального назначения буквы заменяются соответствующими цифрами: германий — 1, кремний — 2, соединения галлия — 3. Второй элемент—буква, обозначающая подклассы диода: выпрямительные, импульсные, универсальные—Д, варикапы—В, туннельные и обращенные диоды—И, стабилитроны—С, сверхвысокочастотные—А. Третий элемент—цифра, определяющая назначение диода (от 101 до 399—выпрямительные; от 401 до 499—универсальные; от 501 до 599—импульсные). У стабилитронов эта цифра определяет мощность рассеяния. Четвертый и пятый элементы—цифры, определяющие порядковый номер разработки (у стабилитронов эти цифры показывают номинальное напряжение стабилизации). Шестой элемент—буква, показывающая деление технологического типа на параметрические группы (приборы одного типа по значениям параметров подразделяются на группы). У стабилитронов буквы от А до Я определяют последовательность разработки, например: КД215А, ГД412А, 2Д504А, KB 101 А, КС168А и т. д.