КВ-приемник мирового уровня? Это очень просто!
Шрифт:
Не волнуйся! Никаких конденсаторов переменной емкости в нашем приемнике не предвидится! Вместо них в современной аппаратуре применяются особые диоды, так называемые ВАРИКАПЫ или ВАРАКТОРЫ.
Варикап — это диод, емкость которого изменяется в зависимости от величины приложенного к нему напряжения. Возможность замены механических систем настройки электронными позволяет:
а) произвольно увеличивать количество одновременно перестраиваемых контуров;
б) располагать варикапы непосредственно около контурных катушек; что резко уменьшает конструктивные емкостные связи между каскадами;
в) полностью избавиться
г) создавать приемники с автоматическим поиском станций без использования громоздких механических узлов.
«А»: Так ведь и габариты не сравнить!
«С»: И это верно… Вообще перечислять достоинства варикапов и их возможности дело благодарное, но хлопотное! Рассмотрим, вкратце, принципы работы варикапа. Его (варикапа) емкость изменяется в зависимости от ширины запорного слоя. Это часть объема кристалла, свободная от подвижных зарядов и расположенная между р– и n-областями.
Ширина запорного слоя зависит от величины напряжения обратного смещения, подаваемого на диод, что ведет к изменению его емкости.
Зависимость емкости запорного слоя кремниевых варикапов от напряжения смещения определяется соотношением:
где С — емкость, пФ; К — постоянная величина; Еупр — внешнее управляющее напряжение, приложенное к переходу; U0 — контактная разность потенциалов перехода, равная 0,8–0,9 вольта; n — 0,45.
«А»: А как в таком случае подсчитать коэффициент перекрытия варикапа по емкости?
«С»: Да вот, хотя бы по этой формуле:
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
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/I0.87
«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.