2) Варикапы.

Варикапом называется полупроводниковый диод, у которого в качестве основного параметра

используется барьерная ёмкость, величина которой варьируется при изменении обратного напряжения. Следовательно, варикап применяется как конденсатор переменной ёмкости, управляемый напряжением.

- ₊

- ₊

_{- +}

^{p -} ₊ ⁿ

^ X

_

 к '

 к

_X

_ X '

Р и с . 4 5

Принцип действия. Если к p-n переходу приложить обратное напряжение, то ширина потен- циального барьера увеличивается.

_{Сб } ^{о  Sp  n}

^Х

При подключении обратного напряжения ширина перехода ΔХ увеличивается, следовательно, барьерная ёмкость будет уменьшаться. Основной характеристикой варикапов является вольт- фарадная характеристика С=f(Uобр).

_С

Uобр

_{Рис. 46}

Основные параметры варикапов.

Максимальное, минимальное и номинальное значение ёмкости варикапа.

_{C max}

_{Коэффициент перекрытия} k  _{- отношение максимальной ёмкости к минимальной.}

^{C min}

Максимальное рабочее напряжение варикапа.

3) Фотодиоды. Фотодиодом называется фотогальванический приёмник излучения, светочув- ствительный элемент которого представляют собой структуру полупроводникового диода без внутреннего усиления.

Принцип действия. При облучении полупроводника световым потоком Ф возрастает фотоге- нерация собственных носителей зарядов (смотрите рисунок 47), что приводит к увеличению количества как основных, так и неосновных носителей зарядов.

_Ф

p

- - - -

+ + + +

n

Рис. 47

Однако фотогенерация в значительной степени будет влиять на обратный ток, так как не основных носителей зарядов значительно меньше, чем основных.

_Iпр

_Uобр

_Ф1=0

_Uпр

Ф2>0

Ф3>Ф2

Iобр=Iф

_{Рис. 48}

Для фотодиодов Iобр – это фототок. Зависимость фототока Iф от величины светового потока

Iф=f(Ф) (смотрите рисунок 49).

Iф

Ф Рис. 49

Спектральная характеристика – это зависимость фототока от длины волны светового излуче- ния Iф=f(λ).

^Iф _{Si Ge}



Рис. 50

Темновой ток – ток через фотодиод при отсутствии светового потока и при заданном рабочем напряжении.Фотодиод на порядок чувствительнее фоторезистора.

_Iф

_{Интегральная чувствительность – это отношение фототока к световому потоку} S  _.

^Ф

Рабочее напряжение – это обратное напряжение, подаваемое на фотодиод, при котором все

_{параметры фотодиода будут оптимальными.}

_{Фотодиод может работать в преобразовательном режиме(аналогично фоторезистору с посторонним источником питания) и в генераторном режимесам фотодиод является источником питания).}

_{VD1 Rн}

₊ ^E -

Рис. 51

4) Светодиоды. Светодиодом называется полупроводниковый прибор, в котором происходит непосредственное преобразование электрической энергии в энергию светового излучения. Принцип действия. При прямом включении основные носители заряда переходят через p-n переход и там рекомбинируют. Рекомбинация связана с выделением энергии. Для большинства полупроводниковых материалов это энергия тепловая. Только для некоторых ти- пов на основе арсенида галлия ширина запрещённой зоны ΔW достаточно велика, и длина волны лежит в видимой части спектра.

_{ } ^h

W

При обратном включении через p-n переход переходят неосновные носители заряда в область,

где они становятся основными. Рекомбинация и свечение светодиода отсутствуют. Основные характеристики:

а) Яркостная характеристика – это мощностная зависимость излучения от прямого тока

Pu=f(Iпр).

_Pu

_{Рис. 52}

Iпр

б) Спектральная характеристика – это зависимость мощности излучения от длины волны

_Pu=f(λ).

_Pu

Рис. 53

Основные параметры: яркость свечения при максимальном прямом токе; полная мощность излучения Pu.max.

Импульсные, высокочастотные (ВЧ) и сверхвысокочастотные (СВЧ) диоды