Читать курсовая по физике: "Резонансные явления в линейных и нелинейных электрических цепях и их использование в цепях" Страница 10

(Назад) (Cкачать работу)

pC = 2w0 (3.10) Эти точки определяют полосу частот, в пределах которой возможно параметрическое возбуждение колебаний. При уменьшении амплитуды внешнего воздействия точки D и C сближаются, и при m £ 4q, т. е. при амплитуде внешней силы P0 £ , становится невозможным [3, 5]. Рис.16. График зависимости амплитуды B параметрически возбужденных колебаний от частоты p внешней силы при g > 0 На практике в качестве нелинейной емкости обычно используется барьерная емкость запертого p-n-перехода полупроводникового диода. Для объяснения физической природы барьерной емкости рассмотрим кристалл полупроводника, в котором имеется область с электронной проводимостью (область n) и область с дырочной проводимостью (область p).

При контакте p- и n- областей часть электронов из n- области переходит в область p, а часть дырок из переходит в n- область; в последней вблизи границы образуется нескомпенсированный положительный заряд неподвижных ионизированных доноров.

Соответственно в p- области из-за ухода дырок образуется отрицательный объемный заряд неподвижных ионизированных акцепторов. Между этими зарядами возникает электрическое поле, которое препятствует дальнейшему переходу электронов в область p и дырок в область n. Разность потенциалов между областями p и n, образующаяся при контакте, равна разности работ выхода электронов. При подаче на запирающего напряжения V высота потенциального барьера между областями p и n возрастает на величину приложенного напряжения, увеличивается и электрическое поле в переходе. Это приводит к расширению p-n-перехода. Электроны и дырки, вытолкнутые полем из перехода, уходят вглубь областей p и n, вследствие чего увеличивается положительный объемный заряд в области n и отрицательный в области p. При подаче на p-n-переход прямого напряжения высота потенциального барьера уменьшается, переход сужается, заряды уменьшаются. Таким образом, изменения напряжения, приложенного к переходу, приводят к изменению объемного заряда в переходе, т. е. переход действует как емкость [1, 3].

Расчет показывает, что величина этой емкости зависит от напряжения на p-n-переходе в соответствии с выражением C = C0 (3.11) гдеC0 - величина емкости при напряжении равном нулю,

Vk - контактная разность потенциалов,

V - приложенное напряжение.

Величина b зависит от распределения примесей в переходе. Обычно . График зависимости емкости p-n-перехода от приложенного напряжения изображен на рис. 17. Рис. 17. График зависимости емкости p-n-перехода от приложенного напряжения Из рисунка видно, что емкость наиболее сильно меняется при напряжении равном нулю или даже при положительных напряжениях. Однако необходимо иметь в виду, что полупроводниковый диод при положительных напряжениях начинает пропускать ток, поэтому емкость p-n-перехода оказывается зашунтированной нелинейным сопротивлением. При достаточно больших отрицательных напряжениях в p-n-переходе происходит пробой и диод начинает пропускать ток в обратном направлении. В области напряжений Vпр

Похожие работы