Материал: Tverdotila_elektronika

перевищує бар’єрну ємність варикапа V1. Тому резонансна частота контуру дорівнює

де CV 1 ємність варикапа.

Регулюючи напругу зміщення, яка подається на варикап з потенціометра R2 через резистор R1, можна змінювати ємність приладу, а отже, і резонансну частоту контура. Резистор R1 запобігає можливості шунтування коливального контуру при переміщенні повзунка потенціометра. Опір R1 вибирають більшим, ніж резонансний опір контуру.

Варактори, які мають виражену нелінійну вольт-амперну характеристику, використовують у пристроях параметричного підсилення і помноження частоти.

Рисунок 2.11 – Схема ввімкнення варикапа

Основні параметри варикапів: номінальна ємність, виміряна при даній зворотній напрузі U çâ ; максимально

допустима зворотна напруга Uçâmax ; добротність варикапа,

яка визначається відношенням реактивного опору до опору втрат.

Розглянемо вплив параметрів еквівалентної схеми діодів (рис. 1.17 б) на добротність варикапа.

Комплексний опір діода при зворотному включенні:

64

65

збільшення добротності варикапа необхідно збільшувати зворотний опір його p-n переходу і зменшувати опір бази.

Для виконання першої умови варикапи виготовляють з кремнію. Для одержання малого опору бази для варикапа

використовують структуру p - n - n , в якій база складається

з двох шарів: n і n (рис. 2.12); n - шар бази має малу товщину, тому при зворотному вмиканні весь p-n перехід розміщується в цьому шарі. Опір бази в цьому випадку

утворено лише сильнолегованою n -областю, і тому він має малу величину. Ця структура, крім того, дозволяє значно збільшити зворотну напругу варикапа.

p+ n

n+

Рисунок 2.12 – Напівпровідникова структура варикапа

2.8 Діоди Шотткі

Діод Шотткі – це напівпровідниковий діод, провідні властивості якого ґрунтуються на застосуванні випрямного контакту металу зі збідненим шаром напівпровідника.

Як відомо, при співвідношенні робіт виходу електронів з металу і напівпровідника Wî ì <Wî p або Wî n <Wî ì у

приконтактній області напівпровідника можна сформувати збіднений шар, який забезпечує вентильні властивості контакту (несиметрію ВАХ). При цьому випрямна дія діодів з такими контактами «метал-напівпровідник» (діодів Шотткі) ґрунтується на перенесенні заряду лише основними носіями, і тому в цих приладах відсутнє явище інжекції неосновних носіїв при вмиканні, а відтак явище екстракції при вимиканні. Оскільки ці явища є інерційними у часі, то

66

діоди Шотткі, позбавлені їх, виявляють підвищену порівняно з діодами на основі p-n переходу швидкодію.

На швидкодію і частотні властивості діодів Шотткі також суттєво впливають бар’єрна ємність контакту і розподілений опір бази. Зменшення першої досягається збільшенням товщини збідненого шару, що додатково впливає на збільшення пробивної напруги діода і зменшення ймовірності небажаного тунельного ефекту на потенційному бар’єрі. Зниження другого досягається збільшенням концентрації домішок у базі діода (для поліпшення частотних властивостей застосовують n-бази, бо електрони мають рухомість вищу, аніж дірки). Якщо мінімізація ємності контакту і опору бази є процесами суперечливими (адже одночасне задовільнення цих умов вимагає відповідно зменшувати концентрацію донорних домішок і разом з тим збільшувати її), то у конструкції діодів Шотткі доцільно застосовувати двошарову базу (рис. 2.13), де n-шар низьколегований, і в ньому переважно розміщується збіднена область бар’єра Шотткі, а n+-шар – високолегований, бо саме він забезпечує мале значення розподіленого опору бази.

Таким чином, будова діодів Шотткі може бути такою, як показано на рис. 2.13.

67

На рисунку: 1 – металевий анод; 2 – прошарок оксиду; 3 – р-області для створення запобіжного p-n переходу

(таке «запобіжне кільце» дозволяє усунути периферійні лавинні пробої структури і через це збільшити напругу пробою до 250 В у потужних приладах); 4 – область просторового заряду (власне бар’єр Шотткі); 5 – активний шар бази; 6 – сильнолегована підкладка; 7 – омічний контакт катода.

Ще однією перевагою діодів Шотткі є менше падіння напруги на приладі у відкритому стані (рис. 2.14).

Рисунок 2.14 - Прямі гілки ВАХ:

1 – діода Шотткі; 2 – діода на основі p-n переходу

Недоліком діодів Шотткі є більші приблизно на 3 порядки зворотні струми порівняно з діодами на основі p- n переходу.

Потужні діоди Шотткі з площею переходу в декілька

граничною частотою кілька сотень кГц застосовуються в перемикачах джерел живлення. Швидкодіючий бар’єр Шотткі широко використовується в ТТЛ-мікросхемотехніці.

68