«Варикапы» по дисциплине

Параметры варикапов и методы их измерения

Параметры варикапа, характеризующие его как полу­проводниковую нелинейную емкость, следующие:
— номинальная емкость — емкость между вывода­ми варикапа при номинальном напряжении смещения.
— максимальная емкость — емкость варикапа при заданном минимальном напряжении смещения.
— минимальная емкость — емкость варикапа при заданном максимальном напряжении смещения.
—номинальная добротность варикапа—отноше­ние реактивного сопротивления варикапа к полному сопро­тивлению потерь при номинальном напряжении смещения на заданной частоте.
— максимально допустимое напряжение — макси­мальное мгновенное значение переменного напряжения, при котором сохраняется заданная надежность при длительной работе.
ТКЕ — температурный коэффициент емкости — отно­сительное изменение емкости варикапа при заданном напря­жении смещения при изменении температуры окружающей среды на 1° С в заданном интервале температур.
n— степень зависимости емкости от приложенного напряжения.
ТКД — температурный коэффициент добротности — относительное изменение добротности варикапа при задан­ном напряжении смещения при изменении температуры окружающей среды на 1° С в заданном интервале температур.
— коэффициент перекрытия— отношение макси­мальной емкости диода к минимальной.
— максимально допустимая мощность — макси­мальное значение мощности, рассеиваемой на варикапе, при котором обеспечивается заданная надежность при дли­тельной работе.
RT— общее тепловое сопротивление — отношение раз­ности между температурой перехода и температурой окру­жающей среды к мощности, рассеиваемой на варикапе в установившемся режиме.
Классификация варикапов производится, как прави­ло, по следующим параметрам: величине номинальной емкости, величине добротности, максимально допустимому напряжению.
Рассмотрим методы измерения основных параметров варикапов — емкости и добротности. При измерении этих параметров основная трудность состоит в том, что требуются очень малые величины переменного сигнала из-за нелиней­ности вольтфарадной характеристики р-п перехода.
В настоящее время лучшим методом измерения емкости является метод емкостно-омического делителя.
Для измерения добротности варикапа используется резо­нансный метод.
Схемы измерения добротности варикапов с различной величиной добротности изображены на рис. 6 и 7. По­грешность измерения добротности варикапа по схеме рис.6 не более ±15% (при отсутствии эталона добротности), а при наличии аттестованного эталона (последовательной .RC-цепочки) — не более ±10%.

Добротность варикапа вычисляется по формуле .
Где – емкость варикапа, равная разности двух показаний конденсатора ; – полная емкость контура, настроенного в резонанс при заданной частоте; – собственная добротность контур без варикапа; Q – показания шкалы измерителя Q, выраженное в долях от максимального значения шкалы, принимаемого за единицу.
Индуктивность контура находят по формуле , мкгн.
Сопротивление резистора R и емкость конденсатора , и выбирают из условий:

Где – входное сопротивление усилителя на частоте измерения.
При добротности варикапов менее 50 используется схема измерения, изображенная на рис.7.

Калибровка шкалы измерителя Q производиться с помощью эталонных параллельной и последовательной RC – цепочек с величинами емкости C и добротности Q, близким к параметрам измеряемых варикапов. Элементы схемы рис.7 должны удовлетворять условиям:
Пределы изменения индуктивности контура L при перестройке ;
Где – добротность катушки; – максимальная добротность варикапа.
Переменное напряжение на варикапе рассчитывают по формуле .
Где Uг – напряжение на выходе генератора (ГН1).