Файл: Практическая работа 1 по дисциплине Развитие средств и систем беспроводной связи Тема элементная база радиоэлектронной аппаратуры классификация и основные параметры "Варикапы".docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.03.2024
Просмотров: 13
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Ижевский государственный технический университет имени М.Т.Калашникова»
Факультет «Приборостроительный»
Кафедра «Радиотехника»
Практическая работа №1
по дисциплине «Развитие средств и систем беспроводной связи»
Тема элементная база радиоэлектронной аппаратуры классификация и основные параметры: “Варикапы”
| Выполнил | студент группы |
| Проверил | к.п.н., доцент |
Ижевск, 2022
Варикап – это одна из разновидностей полупроводниковых диодов. Главным его свойством является барьерная емкость при приложении к ней так называемой обратного напряжения. Минусовой полюс подключается в этом случае к плюсовому выходу самого варикапа. Когда подается управляющее напряжение, допусти низкочастотный сигнал, он приводит изменение в величине того самого обратного тока на обоих электродах варикапа.
Варикапы удобны тем, что, подавая на них постоянное напряжение смещения, можно дистанционно менять их емкость и тем самым резонансную частоту контура, в который включен варикап. Варикапы применяют для усиления и генерации СВЧ сигналов, перестройки частоты колебательных контуров или автоподстройки частоты.
Принцип работы варикапа основан на свойствах барьерной емкости p-n перехода, причем при увеличении обратного напряжения на переходе его емкость уменьшается. Эта емкость имеет относительно высокую добротность, низкий уровень собственных шумов и не зависит от частоты вплоть до миллиметрового диапазона.
При помощи таких элементов производится электронная настройка контуров колебательного типа в радиоприемных устройствах и средствах связи. Для использования их опций в схему обязательно включается обратное напряжение. При его подаче на диод происходит изменение величины емкости барьера. Она может варьироваться в широких пределах, что отличает варикап от компонентов со схожими функциями.
Рисунок 1 - Конструкция варикапа
1.Германий (база варикапа)
2.Область p
3.Сплав индия с германием
4.Выводы
Основой плоскостного диода является р-n переход, создаваемый в объеме полупроводника, т. е. тонкии переходный слой между областями с дырочной р и электронной п проводимостью. Толщина p-n перехода зависит от параметров полупроводника и от способа создания перехода. Переход p-n может быть создан, например, путем вплавления индия в кристалл германия с проводимостью типа p (область 1). При этом капля индия проплавляет на небольшую глубину германий и смешивается с ним (область 3). Атомы индия из области 3 проникают на небольшую глубину в кристалл германия и образуют в нем тонкую область с проводимостью типа р (область 2). При вплавлении переход от области p к области n получается резким. Затем на область p наносится невыпрямляющий контакт, к которому припаивается вывод. Второй вывод припаивается к области р. После этого диод помещается в корпус.
p-n переход (p-положительный, n- отрицательный)- это переход обладающий односторонней проводимостью.
Основные электрические и эксплуатационные параметры
Общая ёмкость — ёмкость, измеренная между выводами варикапа при заданном обратном напряжении.
Коэффициент перекрытия по ёмкости — отношение ёмкостей при двух заданных значениях обратного напряжения на варикапе.
Постоянный обратный ток — постоянный ток, ток утечки, протекающий через варикап при заданном обратном напряжении.
Максимально допустимое постоянное обратное напряжение.
Максимально допустимая рассеиваемая мощность.
Температурные коэффициенты ёмкости и добротности — отношение относительного изменения ёмкости варикапа к вызвавшему его абсолютному изменению температуры. В общем случае сами эти коэффициенты зависят от значения обратного напряжения, приложенного к варикапу.
Предельная частота варикапа — значение частоты, на которой реактивная составляющая проводимости варикапа становится равной активной составляющей. Измерение предельной частоты производится при конкретных
заданных обратном напряжении и температуре, которые, в свою очередь, зависят от типа варикапа.
В таблице по варикапам применены следующие условные обозначения
| Cном. | - | номинальная емкость варикапа при заданном обратном напряжении; |
| Uобр. | - | обратное напряжение на варикапе; |
| DC | - | диапазон отклонения номинальной емкости варикапа; |
| Кс. | - | коэффициент перекрытия по емкости варикапа при изменении напряжения от U1 до U2; |
| Qв. | - | добротность варикапа на частоте f; |
| Uобр.мах. | - | максимально-допустимое обратное напряжение варикапа; |
| Iобр. | - | постоянный обратный ток варикапа; |
| Тк.макс. | - | максимально-допустимая температура корпуса варикапа; |
| Тп.макс. | - | максимально-допустимая температура перехода варикапа. |
Величина барьерной емкости может быть определена из формулы:
где Сб - емкость, см
ԑ -относительная диэлектрическая проницаемость полупроводника
S - площадь р-n перехода, см2
d- толщина р-n перехода, см
Виды варикап
Промышленностью выпускаются варикапы как в виде дискретных компонентов (например, варикапы производства СССР и России, КВ105, КВ109, КВ110, КВ114, BB148, BB149), так и в виде варикапных сборок (например, КВС111).
Обозначение варикапа на принципиальных электрических схемах
ГОСТ 2.730-73
Допускается оба варианта обозначения.
Вывод
В ходе практической работы было выяснено что такое варикап, основные электрические параметры, обозначение в схемах электрических приборов и их конструкция.