Контрольная работа по "Физике"

Задание №1. 

По заданной маркировке диода определите его тип, дайте ему полную техническую характеристику, укажите  область применения.

Таблица 1

Согласно варианта необходимо дать характеристику диода КВ135.

1. Определим расшифровку маркировки заданного типа диода:

К – исходный материал – кремний

В – варикап

1 – подстроечный

35 – порядковый номер разработки

2. Назначение – использование свойства варикапа менять свою емкость под воздействием подаваемого на него напряжения Uобр. Его используют для перестраиваемых электронным способом избирательных радиотехнических схем радиоприемников и другой аппаратуры, выпускаются комплектами КВ135АР — по 2 варикапа. Тип и полярность обозначаются белой точкой со стороны анода.

[pic 1]

Рис.1. Варикап КВ135: а) размеры варикапа КВ135; б) условно-графическое обозначение варикапа; в) внешний вид;

3. Принцип работы основан на свойствах барьерной емкости p-n перехода. Добиться роста емкости варикапа можно, оказав на него воздействие обратным напряжением. Если напряжение в p-n переходе отсутствует, то внутри него имеется электрическое поле и потенциальный барьер. При приложении обратного напряжения внутри него увеличивается потенциальный барьер. Таким образом, электроны отталкиваются внутрь элемента, зона обедненной области p-n перехода растет. Упрощенно варикап можно представить в виде простого конденсатора, обкладками которого служит изменяющаяся в зависимости от напряжения граница области перехода. Увеличение границы перехода  ограничено толщиной базы, далее которой она расширяться не может. При достижении этого физического ограничения и дальнейшем росте обратного напряжения, значение емкости варикапа остается неизменным.

[pic 2]

Рис.2. Характеристики варикапа КВ135: а) вольт-фарадная характеристика; б) зависимость температурного коэффициента емкости от температуры

По графику вольт-фарадной характеристики (рис.2,а) видно, что чем больше значение прикладываемого обратного напряжения, тем меньше его емкость, и наоборот.

Существенный недостаток использования в ВЧ-контурах  – напряжение ВЧ влияет на варикап, изменяя его ёмкость, что ведет к расстройке контура.

Таблица параметров варикапа КВ135 приведена ниже

[pic 3]

Основными параметрами данного типа диодов (варикапов) являются:

а)Св/Uоб – минимальное и максимальное значение емкости варикапа и напряжения на нем, при котором она измеряется. Единица измерения - пФ/В. Справочная величина – 540/1 (пФ/В);

б) DC – диапазон отклонения номинальной емкости варикапа. Справочная величина ±54пФ;

в) Кс – коэффициент перекрытия по емкости варикапа (отношения максимальной и минимальной емкости, измеряемой при 2-х заданных значениях напряжений: обычно 4-45В. Единица измерения – без размерности. Справочная величина – 16.

г) Q – добротность варикапа при определенной частоте. Справочная величина Q= 150;

д) Uобр.max – максимально допустимое обратное напряжение варикапа. Единица измерения – В(вольт). Справочная величина – 13В.

е) Iобр – постоянный обратный ток варикапа .Справочная величина 0,5мкА .  

Одна из схем применения приведена на рис3.

[pic 4]

Рис.3. Встречное включение варикапов, компенсирующее нелинейные искажения ВЧ-сигнала в контуре.

Разберем работу схемы. Для начала поясним, что контур, перестраиваемый одним варикапом, при малых величинах управляющего напряжения и больших уровнях принимаемого сигнала имеет недостатки, выражающиеся в изменении емкости диода в такт с изменением переменного напряжения и в сдвиге среднего значения емкости в связи с тем, что положительная и отрицательная полуволны вызывают различное изменение мгновенного значения емкости. Из-за изменения мгновенного значения емкости переменное напряжение ВЧ сильно искажается.