Mustaqil ish elektronika va sxemotexnika mavzu: varikap va shottki baryerli diodlar

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O’RTA MAXSUS TA’LIM VAZIRLIGI ISLOM KARIMOV NOMIDAGI TOSHKENT DAVLAT TEXNIKA UNIVERSITETI

FAKULTET: ELEKTRONIKA VA AFTAMATIKA.
YO’NALISH: RADIOELEKTRO’N QURILMALAR VA TIZIMLAR

MUSTAQIL ISH
ELEKTRONIKA VA SXEMOTEXNIKA

MAVZU: VARIKAP VA SHOTTKI BARYERLI DIODLAR
BAJARDI: O’ROZMATOV JAHONGIR
QABUL QILDI: JABBOROV A

Toshkent-2022

Reja:
1.VARIKAPLAR
2.Shottki baryerli diodlar
3.Silikon karbid shottki diodasi

Varikaplar elektr boshqariluvchi sig‘im vazifasini o‘taydilar. Ularning ishlash prinsipi p-n o‘tishi barer sig‘imining teskari siljituvchi kuchlanishga bog‘liqligiga asoslanadi (1 - rasm). Varikaplar asosan tebranish konturlarda chastotani sozlash uchun ishlatiladi. Elektr o‘tish sig‘imini boshqarishga asoslangan parametrik diodlar o‘ta yuqori chastotali signallarni ko‘paytirish va generatsiyalash uchun, ko‘paytuvchi diodlar esa – keng chsastota diapazoniga ega chastota ko‘paytirgichlarda ishlatidai.

1-rasm. p-n o‘tishning volt – farada xarakteristikasi

Varikap (ing . vari (able) — oʻzgaruvchan va car (acitu) — sigʻim) — yarim-oʻtkazgichli elektr kondensator. Elektr sigʻimi qoʻyilgan kuchlanishga bogʻliq boʻladi. V. kremniy, germaniy va galliy arsenid asosida tayyorlanadi. Tashqi elektr maydoni V.dagi zaryadni va elektr sigʻimni oʻzgartiradi. V.ning ikkinchi turi fotovarikapdir. U yarimoʻtkazgichli fotoelement. Unda elektr sigʻimi sirtga tushayotgan yorugʻlik oqimi intensivligiga bogʻliq boʻladi. Shu qonuniyatga asoslanib, V.dan yorugʻlik taʼsirida boshqariladigan elektr sigʻim sifatida foydalanish mumkin. V. hisoblash texnikasida, radioelektronika va b. sohalarda qoʻllaniladi.
Varikap – yarimo‘tkazgichli diod bo‘lib, asosan kondensator sifatida ishlatiladi va uning ishlashi to’siq sig‘imini teskari kuchlanishga bog‘liqligidan foydalanishga asoslangan. U sig‘imni elektrik boshqariluvchi element sifatida qo‘llanish uchun mo‘ljallangan. p–n o‘tishning xossalari ko‘rib chiqilganda uning to‘siq sig‘imi teskari kuchlanish oshishi bilan kamayishi ko‘rsatilgan edi. Shuning uchun varikap p–n o‘tishdagi teskari kuchlanishda ishlaydi. Varikaplar kremniy va germaniy asosida tayyorlanadi va ular elektron sxemalarda o‘zgaruvchan sig‘im sifatida foydalaniladi. Masalan, chastotani avtomatik sozlash, chastotani modulatsiyalash shular jumlasidandir.
Varikaplarda p-n o‘tish sohasida elektr sig‘imi mavjud. Demak p-n o‘tishga moslashgan har qanday yarim o‘tkazgichli diodni elektr sig‘imini boshqarish mumkin. Chunki p-n o‘tishdagi elektr sig‘imi berilgan tashqi kuchlanishga kuchli bog‘langandir. Kuchlanishni o‘zgartirish yo‘li bilan elektr sig‘imini o‘zgartiruvchi p-n turdagi maxsus tayyorlangan yarim o‘tkazgichlar ''Varikaplar'' nomi bilan yuritiladi. Varikaplarda p-n o‘tishning teskari kuchlanish ''Utes'' berilganda elektr sig‘im (aktiv sig‘im)dan foydalaniladi.

Varikaplar asosan tebranma konturlarni chastotasini elektron qayta sozlashda qo‘llaniladi. Varikaplarning bir necha turi mavjud. Masalan, parametrik diodlar o‘ta yuqori chastota signallarini kuchaytirish va generatsiyalashda, ko‘paytiruvchi diodlar esa keng chastota diapazoniga ega bo‘lgan ko‘paytirgichlarda qo‘llaniladi. 

Past chastotalarda ishlaydigan varikaplar ko‘proq ''kremniy'' elementidan tayyorlanadi. – Yuqori chastotalarda ishlaydigan varikaplar ko‘proq ''germaniy'' elementidan tayyorlanadi.

Varikap Ramo Wooldridge korporatsiyasining Tinch okeanidagi yarim o'tkazgich filiali tomonidan ishlab chiqilgan bo'lib, 1961 yil iyun oyida ushbu qurilmaga patent olgan.^[3] Qurilmaning nomi "Varicap" tomonidan ham savdo belgisi bilan belgilandi TRW yarim o'tkazgichlari, 1967 yil oktyabr oyida Tinch okean yarimo'tkazgichlari vorisi. Bu qurilmaning foydalanishga kirishish vaqtini turli xil nomlarini tushuntirishga yordam beradi.

hlashi. Teshiklar ko'k, elektronlar qizil, tükenme zonasi oq. Elektrodlar yuqoVarikapning isri va pastki qismida joylashgan.

Varaktorlar a .da ishlaydi teskari holat, shuning uchun qurilma orqali doimiy oqim bo'lmaydi. Teskari tarafkashlik miqdori qalinligini boshqaradi tükenme zonasi va shuning uchun varaktorning o'tish sig'imi. Odatda, tükenme mintaqasi qalinligi bilan mutanosib kvadrat ildiz qo'llaniladigan kuchlanishning va sig'im tükenme mintaqasi qalinligi bilan teskari proportsionaldir. Shunday qilib, sig'im qo'llaniladigan kuchlanishning kvadrat ildiziga teskari proportsionaldir.
Barcha diodalar ushbu o'zgaruvchan o'tish sig'imini namoyish etadi, ammo effektdan foydalanish va sig'imning o'zgarishini oshirish uchun varaktorlar ishlab chiqariladi.
Rasmda p-n birikmasidan hosil bo'lgan tükenme qatlami bo'lgan varactor kesiminin misoli ko'rsatilgan. Ushbu tükenme qatlami, shuningdek, a MOS yoki a Shotti diodi. Bu muhim CMOS va MMIC texnologiya.

Odatda sxemada varikap diodasidan foydalanish uni a ga ulashni talab qiladi sozlangan elektron, odatda mavjud bo'lgan har qanday quvvat yoki indüktans bilan parallel ravishda.^[4] Uning kuchlanishini o'zgartirish uchun doimiy voltaj varikap bo'ylab teskari burilish sifatida qo'llaniladi. Ruxsat etilgan kontaktlarning zanglashiga olib qo'yilishi kerak. Buni varikap diodasining maksimal sig'imidan taxminan 100 barobar katta bo'lgan sig'imiga ega bo'lgan doimiy oqim blokirovka qiluvchi kondansatkichni qo'yish orqali va yuqori empedansli manbadan varikap katod va blokirovka qiluvchi kondansatör o'rtasidagi tugunga doimiy ravishda qo'llash orqali amalga oshirish mumkin. ilova qilingan diagrammada yuqori chap sxemada ko'rsatilgan.



Varikapda sezilarli oqim oqimi mavjud emasligi sababli, uning katotini doimiy nazorat kuchlanish rezistoriga qaytaradigan qarshilik qiymati bir joyda 22 kΩ dan 150 kΩ gacha, blokirovka qiluvchi kondensator esa 5-100 nF oralig'ida bo'lishi mumkin. . Ba'zan, juda yuqori Q sozlangan sxemalar bilan, induktor sozlangan sxemani yuklamaslik va uning Q ni pasaytirmaslik uchun nazorat kuchlanishining manba empedansini oshirish uchun rezistor bilan ketma-ket joylashtiriladi.
Boshqa keng tarqalgan konfiguratsiya ikkita orqadan orqaga (anoddan anodgacha) varikap diodalaridan foydalanadi. (Diagrammadagi chap pastki sxemaga qarang.) Ikkinchi varikap birinchi zanjirda blokirovka qiluvchi kondansatörni samarali ravishda almashtiradi. Bu umumiy sig'im va sig'im oralig'ini yarmiga qisqartiradi, lekin har bir qurilmadagi voltajning o'zgaruvchan komponentini kamaytirishning afzalligi bor va agar AC komponenti varikaplarni oldinga o'tkazishga yo'naltirish uchun etarli amplituda bo'lsa, unda simmetrik buzilish mavjud.
Varikaplar bilan sozlash sxemalarini loyihalashda, odatda, diodning sig'imini haddan tashqari ko'p o'zgarishini oldini olish uchun varikapdagi voltajning o'zgaruvchan qismini minimal darajada, odatda eng yuqori darajaga ko'tarilishining eng yuqori darajasi 100 mV dan kam bo'lmagan darajada ushlab turish yaxshi natija beradi. harmonikani qo'shing.
Uchinchi sxema, diagrammada yuqori o'ng tomonda, ikkita ketma-ket ulangan varikaplardan va alohida shahar va o'zgaruvchan tok signallarining erga ulanishlaridan foydalaniladi. Shaharning doimiyligi an'anaviy tuproq belgisi sifatida, o'zgaruvchan tokning er maydoni esa ochiq uchburchak sifatida ko'rsatilgan. Erlarni ajratish ko'pincha (i) past chastotali tuproqli tugundan yuqori chastotali nurlanishni oldini olish va (ii) o'zgaruvchan tokning uzilishidagi doimiy oqimlarning varikaplari va tranzistorlar kabi faol qurilmalarning ish nuqtalarini va ish nuqtalarini o'zgartirishiga yo'l qo'ymaslik uchun amalga oshiriladi.
Ushbu elektron konfiguratsiyalar televizion tyunerlarda va elektron sozlangan AM va FM qabul qiluvchilarda, shuningdek boshqa aloqa uskunalari va sanoat uskunalarida keng tarqalgan. Dastlabki varikapli diodalar, odatda, juda kichik bo'lgan, taxminan 1-10 pF bo'lgan to'liq sig'im oralig'ini olish uchun, 0-33 V gacha bo'lgan teskari kuchlanish oralig'ini talab qiladi. Ushbu turlar televizor tyunerlarida keng qo'llanilgan va hozirgacha ham qo'llanilmoqda, ularning yuqori tashuvchisi chastotalari sig'imdagi kichik o'zgarishlarni talab qiladi.
Vaqt o'tishi bilan 100-500 pF katta teskari diapazonlarni namoyish etadigan varikap-diodlar ishlab chiqildi, ular teskari tarafkashlikdagi nisbatan kichik o'zgarishlarga ega: 0-5 V yoki 0-12 V. Ushbu yangi qurilmalar elektron sozlangan AM eshittirish qabul qiluvchilarini ham amalga oshirishga imkon beradi. katta chastotalarni, odatda 10 MGts dan past chastotalarda o'zgartirishni talab qiladigan boshqa funktsiyalarning ko'pligi sifatida. Savdo shoxobchalarida ishlatiladigan elektron xavfsizlik yorlig'i o'quvchilarining ba'zi dizaynlari voltaj bilan boshqariladigan osilatorlarida ushbu yuqori quvvatli varikaplarni talab qiladi.