Разновидности диодов – варикап фотодиод

Варикап – это полупроводниковый диод, предназначенный для работы в качестве конденсатора, емкость которого управляется напряжением. Условное графическое обозначение варикапа представлено на рис. 1.1.
Рисунок 1.1 – Условное графическое обозначение варикапа.
На варикап подают обратное напряжение. Барьерная емкость варикапа уменьшается при увеличении (по модулю) обратного напряжения. Основной характеристикой варикапа является вольт-фарадная характеристика, типичный вид представлен на рис. 1.2.
Рисунок 1.2 – Типичная ВФХ варикапа.
Варикапы применяются в качестве элементов с электрически управляемой ёмкостью в схемах перестройки частоты колебательного контура в частотно-избирательных цепях, деления и умножения частоты, частотной модуляции, управляемых фазовращателей и др.
В качестве примера можно привести варикап КВ102А, первая буква К обозначает материал – кремний, вторая буква В тип прибора – варикап, третий символ, цифра 1 – назначение прибора, для варикапов 1-подстроечный, четвертый и пятый элемент – порядковый номер разработки технологического типа, шестой элемент обозначает разделение технологического типа на параметрические группы.
Его параметры (при Uобр = 4 В):
С = 14..23 пФ (при f = 10 МГц) – диапазон изменения ёмкости
Q = 40 (при f = 50 МГц) – добротность ( отношение реактивного сопротивления к сопротивлению потерь при заданной ёмкости или обратном напряжении)
Kc = 2,5 – коэффициент перекрытия по ёмкости (отношение общих ёмкостей варикапа при двух заданных обратных напряжениях)
Фотодиод — приёмник оптического излучения, который преобразует попавший на его фоточувствительную область свет в электрический заряд за счёт процессов в p-n-переходе . Его упрощенная структура и условное обозначение показаны на рис. 1.3.
Рисунок 1.3 – Упрощенная структура (а) и условное обозначение (б) фотодиода.
Физические процессы, протекающие в фотодиодах, носят обратный характер по отношению к процессам, протекающим в светодиодах. Основным физическим явлением в фотодиоде является генерация пар электрон-дырка в области p-n-перехода и в прилегающих к нему областях под действием излучения.
Электрическое поле p-n-перехода разделяет электроны и дырки. Неосновные носители электричества, для которых поле является ускоряющим, выводятся этим полем за переход. Основные носители задерживаются полем в своей области проводимости.
Генерация пар электрон-дырка приводит к увеличению обратного тока диода при наличии обратного напряжения и к появлению напряжения Uак между анодом и катодом при разомкнутой цепи