Исследование варикапов. Исследование взаимосвязи физических параметров и построение вольтфарадной характеристики германиевого варикапа, страница 3

Зависимость ширины перехода от  удельных сопротивлений слоев значительно определяется концентрациями носителей в областях. При расчете ширины перехода концентрация дырок (эмиттер) практически не влияет, увеличения множитель лишь на одну тысячную. В то время как, носители базы оказывают значительное влияние на результат. Таким образом, переход сосредоточен преимущественно в области базы. И соответственно ширина перехода растет с ростом ее удельного сопротивления.

Для расчета начальной емкости перехода используется формула:

                                                          (10)

Барьерная емкость при приложенном напряжении находится по формуле:

                                                 (9)

где U – приложенное обратное напряжение.

Тогда максимальному значению емкости С_max=190пФ соответствует приложенное напряжение 0В.

Минимальная емкость находится по формуле:

Коэффициент перекрытия можно представить следующим образом:

Тогда можно найти напряжение, которому будет соответствовать минимальная емкость перехода.

В

Вольт-фарадная характеристика заданного варикапа показана на рисунке:

190

0

-50,26

U (В)

С (пФ)

Рисунок 3

 Вольт-фарадная характеристика.

Барьерная емкость варикапа быстро убывает при повышении обратного напряжения по закону, близкому к гиперболическому. Уменьшение емкости объясняется увеличением ширины p-n-перехода, то есть увеличением запирающего слоя.

Вывод: в результате лабораторной работы были изучены параметры и характеристики варикапов, построена вольт-фарадная харатеристика германиевого варикапа. Эти полупроводниковые приборы используют барьерную емкость p-n перехода. Эта екость зависит от приложенного напряжения и ряда других факторов. Максимальное значение емкости варикапа составило 190пФ при U=0, и минимальное значение примерно равное 16пФ, при U=-50В. Это говорит о том, что емкость сильно меняется, примерно в 12 раз. О чем и сведетельствует коэффициент перекрытия. Так же в ходе работы были расчитанны параметры p-n перехода такие как высота потенциального барьера 0,35В лежащая в пределах удовлетворяющих германиевым p-n переходам, ширина запрещенной зоны (0,68мкм), кторая лежит в допустимых пределах (n·0.1-n мкм). В ходе расчета был сделан ряд допущений для простоты расчета, кроме того рассматривался идеализированный переход в котром не учитывалась рекомбинация носителей, при расчете подвижностей принеьрегали зависимость. Подвижности от концентрации носитлей и др.

Варикапы широко примененяют в технике для настройки колебательных контуров, а так же в схемах модуляторов, генераторов, параметрических усилителей  и др. из-за их нелинейной емкости.