3.9 Варикапы

Принцип действия основан на использовании зависимости ёмкости от обратного напряжения и который предназначен для применения в качестве элемента с электрически управляемой ёмкостью. Для получения резкой зависимости ёмкости варикапа от напряжения смещения необходимо создавать в базе варикапа аномальное распределение нескомпенсированных примесей с градиентом концентрации другого знака по сравнению со знаком градиента концентрации в базе диффузионного диода.

Параметры: 1 Ёмкость варикапа C_в — измеряется между выводами при заданном об ратном напряжении : C_бар  при U_обр; С_диф  при U_пр; 2 Коэффициент перекрытия по емкости к_с – отношение емкостей варикапа при двух значениях U_обр.; 3 Добротность варикапа  отношение реактивного сопротивления варикапа на заданной частоте переменного сигнала к сопротивлению потерь при заданном значении ёмкости или U_обр.

Основная характеристика: вольт-фарадная(рис.3). Варикапы применяются в схемах автоподстройки частоты.

4 Биполярные дискретные транзисторы

4.1 Устройство и принцип действия транзисторов

Транзистор - это полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими выпрямляющими электрическими переходами и тремя (или более) выводами, усилительные свойства которого обусловлены явлениями инжекции и экстракции носителей заряда (электронов и дырок) (Рис.4.1). Различают транзисторы n-p-n и p-n-p типа. Транзисторы на схемах обозначаются следующим

образом:

Э миттер  область, из которой электроны инжектируют в соседнюю p-область.

Коллектор  область, которая экстрактирует электроны из p-области. База  средняя область.

Взаимодействие между p-n-переходами будет существовать, если толщина базы будет много меньше диффузионной длины неосновных носителей заряда. При приложении к эмиттерному переходу прямого, а к коллекторному  обратного напряжения, через эмиттерный переход в базу будут инжектировать электроны и создавать эмиттерный ток I_э. При этом часть этих электронов рекомбинирует в базе с дырками, образуя ток базы I_б, другая часть электронов при помощи электрического поля, создаваемого U_кб, достигает коллекторный переход и подвергается экстракции в коллектор, образуя через переход коллекторный ток I_к (усиленный: ) (рис.4.1)

,

где   коэффициент передачи тока эмиттера (0.950.99).

,

где I_кбо  обратный ток дырок из n в p-область.

,

,

,

, или .

Отсюда:

,

,

где   динамический коэффициент передачи тока базы.

Назначение транзистора: усиление, генерирование, переключение.

4.2 Режимы работы биполярного транзистора

1 Режим отсечки  оба перехода смещены в обратном направлении. Ток равен нулю. Режим используется для размыкания цепей передачи сигнала.

2 Режим насыщения (двойной инжекции)  к обоим переходам подключено прямое напряжение. Выходной ток не зависит от входного и зависит от параметров нагрузки. Используется для замыкания цепей передачи сигналов.

3 Активный (нормальный) режим  на эмиттере прямое напряжение, а на коллекторе  обратное. В данном режиме возможно управление транзистором и обеспечивается минимальное искажение усиливаемого сигнала.

4 Инверсный режим  к коллектору подведено прямое напряжение, а к эмиттеру  обратное. Уменьшает коэффициент , применяется редко.