Преобразовательные диоды.

Замечание.

Рассмотренный параметрический стабилизатор напряжения позволяет познакомиться с широко применяемым методом описания нелинейных схем с помощью линеаризованных схем замещения. Запишем систему уравнений (1)-(3), заменив в уравнении (2) ВАХ стабилитрона линеаризованным выражением:

 

I₀-I_ст-I_н =0 (1а)

U₀+R_дифI_ст-R_нI_н=0 (2а)

- U_вх +R_бI₀+R_нI_н=0 (3а)

 

Для малых изменений токов и напряжений, вызванных изменением входного напряжения, отсюда следует:

 

ΔI₀-ΔI_ст-ΔI_н =0 (9)

R_дифΔI_ст-R_нΔI_н=0 (10)

-ΔU_вх +R_бΔI₀+R_нΔI_н=0 (11)

 

Этой системе уравнений соответствует схема замещения, приведенная на рис.3.3 б.

 

Среди других диодов интересны :

-варикапы,

-светодиоды,

-фотодиоды,

-диодные оптроны.

Варикапы – полупроводниковые диоды, предназначенные для использования их емкости. Варикап содержит p-n-переход, включенный в обратном направлении. Электрическая емкость закрытого перехода зависит от значения постоянного обратного напряжения (рис.3.8)

Рис.3.8.

Пример использования варикапа – управление резонансной частотой колебательного контура изменением обратного напряжения в генераторах или усилителях. В зависимости от типа варикапа емкость составляет 10пФ-500пФ. Диапазон изменения емкости – 5..20 раз. Такие емкости используются в высокочастотных колебательных контурах. В низкочастотных контурах используются имитаторы конденсатора на операционных усилителях. Добротность варикапа - отношения емкостного сопротивления к резистивному сопротивлению 10..400.

 

Светодиоды – диоды, создающие некогерентное световое излучение в диапазоне 0.45…0.68мкм. Цвет излучения зависит от типа диода. Излучение создается рекомбинацией инжектированных электронов и дырок. Зависимость яркости излучения B от значения прямого тока I приведена на рис. 3.9. Конструктивная особенность светодиодов – окно с линзой или прозрачный корпус цилиндрической формы с торцевой линзой. Светодиоды используются в виде отдельных или групповых визуальных индикаторов.

 

Рис.3.9.

 

Фотодиоды –диоды, в которых при поглощении световых квантов образуются новые носители зарядов. Это приводит к изменению сопротивления диода и к появлению фотоэдс. На рис.3.10 приведены ВАХ фотодиода при разных значениях светового потока через прозрачное окно.

Рис.3.10.

 

Эквивалентное сопротивление фотодиода уменьшается с увеличением светового потока. Характерная особенность ВАХ фотодиода состоит в том, что она не проходит через начало координат ( I, U) . Это означает, что фотодиод является электрическим источником – т.е. это активный элемент цепи. Фотодиоды используются в качестве первичных оптических преобразователей. Существуют линейки и матрицы фотодиодов для считывания изображений.

 

Диодные оптроны – объединенные в одном корпусе свето- и фотодиоды.

Излучение светодиода воспринимается фотодиодом диодной пары. Характеристикой оптрона является передаточная функция Iвых(Iвх), приведенная на рис. 3.11.

 

Рис.3.11.

Они применяются для передачи сигналов между электронными цепями без электрической связи проводами, резисторами, конденсаторами или трансформаторами.