Варикапы.
Имеется разновидность полупроводниковых диодов которые обычно используются при обратном смещении p-n перехода и выполняют роль управляемого конденсатора. Основные носители в слоях полупроводника имеют высокую концентрацию и при обратном смещении они собираются в области гальванической границы, между слоями образуется высокоомная зона. При малой величине обратного напряжения ширина высокоомной зоны мала, что соответствует малому расстоянию между обкладками конденсатора. При повышенном напряжении на переходе основные носители оттягиваются от гальванической границы, т.е. ширина высокоомной зоны увеличивается, что соответствует большему расстоянию между обкладками конденсатора. Обкладками такого конденсатора являются основные носители в слоях полупроводниковой структуры. Известно, что если при неизменной площади обкладок конденсатора увеличивается расстояние между обкладками, то емкость уменьшается. Таким образом, изменяя обратное напряжение на варикапе мы изменяем величину его емкости.
Рис. 19. Включение варикапа.
Частота колебаний определяется соотношением
, где
,
—
емкость варикапа.
Лекция 4 Транзисторы.
Полупроводниковое устройство, предназначенное для преобразования электрических сигналов. По принципу организации проводимости транзисторы подразделяются на биполярные и униполярные (полевые).
У биполярных транзисторов проводимость организуется за счет использования, как электронов, так и дырок, т.е. частицы, как с отрицательным, так и с положительным зарядом. Поэтому такие транзисторы называют биполярными.
У полевых транзисторов проводимость организуется за счет носителей только одного типа носителей либо электронов, либо дырок. Если проводимость организуется электронами, то такой транзистор называют n - канальным, если же проводимость обусловлена дырками, то транзистор называют p - канальным.
Транзистор — трехэлектродное устройство, т.е. он имеет три вывода, но некоторые разновидности транзисторов имеют четыре вывода.
Биполярные транзисторы.
Биполярный транзистор построен на трехслойной структуре полупроводника и имеет два p-n перехода. Каждый слой металлизируется и к металлизации приваривается вывод, таким образом, получаем три электрода (вывода).
В зависимости от чередования слоев полупроводника биполярные транзисторы разделяются на две большие группы: n-p-n — транзисторы и p-n-p — транзисторы.
а б в
Рис.20. Структура и изображения биполярных транзисторов.
На рис. 20а приведена условная структура n-p-n транзистора, а на рис. 20б и в приведены рекомендуемые изображения соответственно n-p-n и p-n-p транзисторов. Если изображение взято в окружность, то в схеме используется локальный (отдельно выполненный) транзистор, если же окружности нет, то транзистор — элемент интегральной схемы.
Как видно на рисунке крайние слои полупроводника (n слои) имеют высокую концентрацию электронов и при прямом смещении инжектируют их в средний р слой. Инжектирующий слой с относительно малым удельным сопротивлением называют эмиттером, а слой, в который инжектируются неосновные носители, называютбазой. При работе транзистора в линейном режиме только один переход смещен в прямом направлении, и поэтому только один вывод транзистора имеет обозначение Э — эмиттер. Вывод от среднего слоя имеет обозначение Б — база. Другой переход обычно смещен в обратном направлении и n слой этого перехода называютколлектор (собиратель) и его вывод обозначают — К. Если рассмотреть структуру, то можно обратить внимание на то, что относительно среднего слоя она симметрична. Эта особенность в принципе позволяет менять коллектор на эмиттер (инверсный режим работы биполярного транзистора). Однако у реальных конструкций транзисторов переход на инверсный режим не позволяет получить приемлемое качество работы, так как реальная структура несимметрична и различными технологическими приемами сформированы эмиттер и коллектор.