Александр Кульский - КВ-приемник мирового уровня? Это очень просто!

В этом случае ток через стабилитрон равен 6 мА.

Подставим значение R н2. Тогда:

I 1 = 16 мА; I 3 = 1,7 мА.

Откуда:

I 2 = 16 — 1,7 = 14,3 мА.

В этом случае ток через стабилитрон равен 14,3 миллиампер.

«Н»:Я понял! Если бы не стабилитрон, напряжение в точке α изменялось бы в довольно широких пределах, при варьировании величины R н! А применение стабилитрона позволяет сделать напряжение в этой точке НЕЗАВИСИМЫМ ОТ СОПРОТИВЛЕНИЯ НАГРУЗКИ!

«А»:Умница! Более того, напряжение в точке α НЕ ЗАВИСИТ ОТ величины U !

«С»:В достаточно широких пределах это, действительно, так. Вот вам пример того, что диод может быть применен вовсе не для выпрямления или детектирования!

«А»:Но это ведь не единственный пример?

«С»:Ну, безусловно! Вот еще один, кстати более чем просто актуальный для нашей разработки. Ты, дорогой Аматор, помнится, волновался о том, куда мы поместим трехсекционный конденсатор переменной емкости, необходимый для настройки?

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 от микрофонного эффекта;

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; Е упр— внешнее управляющее напряжение, приложенное к переходу; U 0— 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 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:

R i = 26/ I 0.87

«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!

«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.