Читаем КВ-приемник мирового уровня? Это очень просто! полностью

КВ-приемник мирового уровня? Это очень просто!

«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; 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 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!