Далее, в нашем небольшом, но заботливо и со вкусом пополняемом справочнике мы приведем конкретные типы варикапов, их параметры и рекомендуемые варианты применения. Но следует обязательно отметить, что в рабочем диапазоне частот варикапа имеется область, в которой с ростом частоты ВОЗРАСТАЕТ его добротность!
Это уникальный момент, который не имеет аналога в конденсаторах переменной емкости!
"Н": А вы можете привести еще примеры недетекторного использования диодов?
"С": Да сколько угодно! Вот один из примеров… На структурной схеме нашего будущего приемника показан АТТЕНЮАТОР. Так вот, есть очень своеобразные диоды, которые используются в ВЧ-аттенюаторах в качестве РЕГУЛИРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА!
"А": Что, прямо в ВЧ-тракте!? И они не искажают сигнал?
"С": Эти специальные кремниевые диоды имеют, так называемую, р-i-n-структуру. Малое сопротивление р-i-n-диода в открытом состоянии позволяет включать его между входным контуром и входом УВЧ в качестве регулируемого аттенюатора без существенного увеличения коэффициента шума.
Поэтому в области частот KB-диапазона р-i-n-диод можно рассматривать, как эквивалент переменного резистора.
p-i-n-диод отличается от обычного диода с р-n-переходом тем, что между областями с проводимостью Р и N находится слой полупроводникового материала, характеризующегося собственной проводимостью, так называемый i-слой (intrinsic - собственный, внутренний). Этот слой имеет очень малое содержание примесей и поэтому обладает большим удельным сопротивлением. При нулевом смещении объемное сопротивление слоя с собственной проводимостью составляет обычно 7-10 КОм.
Изменение величины объемного сопротивления в зависимости от ИЗМЕНЕНИЯ ПРЯМОГО ТОКА описывается формулой:
Ri= 26/I
"А": Я не знал о существовании подобных компонентов, потому что в отечественной бытовой аппаратуре они мне еще не встречались.
"С": Ничего удивительного! А если при этом учесть, сколько видов диодов мы вообще исключили из рассмотрения… Туннельные, обращенные, переключательные, IMPATT, TRAPPAT… Динисторы, стабисторы, магнитодиоды и прочая, и прочая…
"Н": А почему исключили?
"С": По единственной причине - они не будут применены в схеме нашего приемника! Но, друзья мои, осталось еще несколько разновидностей диодов, которые мы рассмотрим при нашей следующей встрече. И без которых мы действительно не сможем обойтись!
Глава 12. Полупроводниковые диоды - немного истории…
"Аматор": Я вот тут смотрел кое-какую литературу и нашел упоминание о диодах - СТАБИЛИЗАТОРАХ ТОКА! Может ли такое быть?
"Спец": Вполне, вполне. Хотя… никакие известные диоды, насколько мне известно, подобными качествами не обладают!
"Незнайкин": Ничего себе ситуация!.. Противоречие какое-то получается.
"С": Ровным счетом никакого! Диоды действительно не могут стабилизировать ток! Но… сложное полупроводниковое устройство, в состав которого входят как диоды, так и транзисторы, а также и еще кое-какие компоненты (мы к этому вопросу еще вернемся) могут великолепно справляться с этой задачей. А-поскольку это устройство вполне может иметь только ДВА вывода, то простоты ради оно и получило наименование - ДИОД - СТАБИЛИЗАТОР тока!
"Н": А может лучше о нем сразу рассказать?
"С": Обязательно, но несколько позже… А сейчас я хотел бы сообщить вам об очень важных для нас диодах, в физической основе действия которых НЕ ЛЕЖИТ вообще р - n-переход! Это диод, основанный на переходе типа МЕТАЛЛ - ПОЛУПРОВОДНИК. Который также обладает выпрямительным эффектом. Эти приборы называют обыкновенно по имени, в честь исследователя, работы которого и подарили их электронике - ДИОДЫ ШОТТКИ.
"А": Я читал о них! Они характеризуются очень малым временем переключения и очень низкой величиной накопленного заряда!
"С": Совершенно верно! Добавлю только, что хотя в их основе тоже лежит кремний, но у них весьма мало прямое падение напряжения по сравнению с обычными кремниевыми диодами. Оно составляет около 0,3 В.
"Н": А у обычных сколько?
"А": Между 0,6 и 0,7 вольта…
"С": У них масса и других достоинств. Например, очень малые шумы и ничтожные (сравнительно с любыми другими типами диодов) емкости! Что в сумме делает диоды Шоттки наиболее предпочтительными для создания ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ДИОДНЫХ СМЕСИТЕЛЕЙ.
Существует и еще один класс диодов, которые дали очень много как схемотехнике, так и дизайну приборостроения…
"А": Речь идет о СВЕТОДИОДАХ?
"С": Именно о них! Обратите внимание, что светодиоды изготовляются не путем использования германия или кремния, о которых мы уже говорили ранее. А на основе СЛОЖНЫХ полупроводников. Например, на основе арсенида - фосфида галлия (имеющего валентную связь типа А3В5).
Или, скажем, карбида кремния. Или арсенид - галлий - алюминия и прочие. Эти диоды излучают световые кванты при протекании через них прямого тока. Область спектрального излучения этих диодов имеет довольно узкие границы. При этом яркость свечения в широком диапазоне пропорциональна величине прямого тока светодиода!
"Н": Так они могут заменить маленькую электрическую лампочку?
"С": Новейшие светодиоды, получившие наименование "сверхярких", действительно, можно использовать в качестве подсветки, если тебя не будет шокировать их кроваво-красный свет! Но, в отличие от лампочки, нить накаливания которой нагрета до 2000 °C, излучающая свет область кристалла имеет температуру не выше 50 °C! И, что важно, не обладает тепловой инерцией!
Вот почему излучение светодиода очень легко модулировать. А, следовательно, одно из основных применений светодиода - это не столько элементарная подсветка, сколько передача информации в световом диапазоне. Токи для этого нужны совершенно пустячные! Например, новейшие японские, американские и голландские светодиоды великолепно светятся уже при токе 2–3 мА!
"А": Для отчетливой индикации этого вполне достаточно! Но ведь на основе светодиодов изготовляются еще и цифровые индикаторы?
"С": Да, но о них мы будем говорить позднее, когда вплотную займемся ЦОУ для приемника. Но, всем вышеперечисленным, возможности светодиодов опять-таки не ограничиваются! Что бы вы сказали, если мы попробуем применить светодиод в качестве… стабилитрона?
"Н": Но ведь стабилитронов различных типов, как успел сообщить мне Аматор, хоть пруд пруди! Так зачем же?…
Что может дать особо нового использование для этой цели светодиодов?
"С": А вот тут, Незнайкин, ты глубоко неправ! С точки зрения экономики это вообще одно и то же. А вот с точки зрения электроники…
"А": Знаете, Спец, я тоже еще как-то не очень врубаюсь в ситуацию!
"С": Это поправимо… Мы уже говорили, что стабилитроны, реально, используются для получения опорных напряжений не ниже 3,3 вольта. Более низкие напряжения стабилизации достигаются только последовательным включением обычных диодов в прямом направлении. Но их суммарное дифференциальное сопротивление при этом становится слишком большим. Обратимся к рисунку. На нем изображены ВАХ для различных случаев прямого включения диодов (см. рис. 12.1).