Краткие теоретические сведения. Варикапами (от англ

Варикапами (от англ. variable – переменный, capasity – емкость) называют полупроводниковые диоды, у которых используется барьерная емкость запертого p-n перехода, зависящая от величины приложенного к диоду обратного напряжения (напряжения смещения). С увеличением обратного напряжения емкость p-n перехода уменьшается по закону

С_U = C₀ [φ_k / (φ_k + U)]^1/n, (1)

где С_U – емкость диода при обратном напряжении U; C₀ – емкость диода при нулевом обратном напряжении; φ_k – контактный потенциал (для исследуемого диода φ_k = 0,8 В); n – коэффициент, зависящий от типа варикапа (для исследуемого диода n = 3).

На рис.1 в качестве примера приведена зависимость емкости С_в варикапа 2В117А от управляющего напряжения Е_упр (вольт-фарадная характеристика).

По вольт-фарадной характеристике варикапа можно определить следующие его параметры:

С_о - начальная емкость, измеряемая без внешнего напряжения;

С_ном - номинальная емкость при заданном внешнем напряжении смещения (обычно U_см = 4 В);

Коэффициент перекрытия по емкости К _с – отношение емкостей варикапа при двух значениях обратного напряжения: U_обр = -4 В и U_{обр.макс}. Коэффициент Кс определяется по вольт-фарадной характеристикой и для большинства варикапов равняется от 2 до 6. Рисунок 1

Варикапы находят применение в различных электронных схемах: модуляторах, перестраиваемых резонансных контурах, генераторах с электронной настройкой, параметрических усилителях и генераторах и др.

На рис.2. показана схема включения варикапов в колебательный контур. Контур образован индуктивностью L₁ и емкостью варикапа VD₁.

Разделительный конденсатор С₁ (С₁>>С_VD1) предотвращает короткое замыкание источника Е_упр и варикапа VD₁ через индуктивность контура L1 по постоянному току. Резистор R₁ осуществляет необходимую нагрузку генератора в нерезонансном режиме колебательного контура.

Управляющее постоянное напряжение U_упр подается на варикап с потенциометра R₃ через развязывающий фильтр R₂, C₂, который предотвращает попадание токов высокой частоты в источник питания Е_упр. (сопротивление резистора R₂ составляет десятки килоом, чтобы исключить шунтирование контура сопротивлением смещения). Резистор R₃ – переменный резистор настройки, с помощью которого изменяется постоянное напряжение на варикапе, а, следовательно, изменяется емкость его p-n перехода и осуществляется электронная перестройка частоты контура.

Дата добавления: 2015-10-02