Варикапы
Туннельные и обращенные диоды
Рисунок 12 - Вольт-амперная характеристика туннельного и обращенного диодов
Туннельный диод имеет участок на ВАХ, на котором при росте напряжения ток через диод уменьшается. Это позволяет применять их для усиления и генерирования электрических сигналов в СВЧ диапазоне.
Обращенные диоды имеют обратную ВАХ, т.е. при небольшом Uобр ток через диод достаточно велик. Используются как выпрямительные для сигналов малой амплитуды.
Принцип действия варикапа основан на свойстве p-n-перехода изменять значение барьерной емкости при изменении на нем величины обратного напряжения. Применяются в качестве конденсаторов переменной емкости, управляемых напряжением. В схемах варикапы включаются в обратном направлении. Емкость варикапа имеет зависимость от приложенного обратного напряжения, показанную на рис. 13.
Рисунок 13 - Зависимость емкости варикапа от приложенного обратного напряжения
Светодиоды- это полупроводниковые диоды, принцип действия которых основан на излучении p-n-переходом света при прохождении через него прямого тока.
Фотодиоды – обратный ток зависит от освещенности p-n-перехода.
Диоды Шотки
Металлополупроводниковые выпрямительные переходы в свое время исследовал немецкий ученый В. Шотки, и поэтому потенциальный барьер, возникающий в данном случае, называют барьером Шотки, а диоды с этим барьером — диодами Шотки. В диодах Шотки (в металле, куда приходят электроны из полупроводника) отсутствуют процессы накопления и рассасывания зарядов неосновных носителей, характерные для электронно-дырочных переходов. Поэтому диоды Шотки обладают значительно более высоким быстродействием, нежели обычные диоды, так как накопление и рассасывание зарядов — процессы инерционные, т. е. требуют времени.
Диоды изготавливают из германия, кремния, карбида кремния, арсенида и фосфида галлия, индия и других полупроводников и помещают в стеклянные, металлические или пластмассовые корпуса.
Наиболее широкое распространение получили диоды на основе кремния, вытеснившие германиевые диоды. Это обусловлено следующими преимуществами кремниевых диодов: работа при более высоких температурах и больших обратных напряжениях, большие допустимые плотности прямого тока, малые обратные токи; преимущества германиевых диодов: малое падение напряжения при пропускании прямого тока (0,3-0,6 В против 0,8- 1,2 В у кремниевых).
Рисунок 14 – ВАХ германиевого и кремниевого диодов
Наилучшими характеристиками обладают диоды на основе карбида кремния SiC-диоды. Это определяется высокой рабочей температурой – 600 °С, высокая плотность тока, обратное напряжение свыше 1200 В.
По конструктивно-технологическому исполнению различают точечные и плоскостные диоды. У точечных диодов p-n-переход образуется в месте контакта полупроводниковой пластины с острием металлической иглы. У плоскостных диодов p-n-переходсоздается на границе раздела полупроводников с электропроводимостью разных типов. Плоскостные диоды предназначены для электрических цепей, в которых протекают большие токи. Однако эти диоды характеризуются повышенной междуэлектродной емкостью, что ограничивает их применение для работы в диапазоне высоких частот. Точечные диоды используют в цепях с малыми токами и в высокочастотных устройствах, когда требуется малое значение емкости p-n-перехода. С помощью специальных технологических приемов изготавливают плоскостные диоды с очень малой площадью переходов - микроплоскостные и диффузионные метадиоды. Они сочетают достоинства плоскостных и точечных диодов.