Varactor dióda

Varactor dióda egy fordított torzítású p-n csomópont dióda, amelyneka kapacitás elektromosan változtatható. Ennek eredményeként ezeket a diódákat varikapoknak, tuningdiódoknak, feszültségváltozó kondenzátor diódáknak, paraméteres diódáknak és változó kondenzátor diódáknak is nevezik. Jól ismert, hogy a p-n-csomópont működése az alkalmazott elhajlástól függ, amely lehet jellegzetes előre vagy hátra. Azt is megfigyeltük, hogy a p-n csomópontban a kimerülési tartomány span-ja csökken, amikor a feszültség növekszik az előretekintés esetén. Másrészről úgy tűnik, hogy a kimerülési tartomány szélessége a fordított irányú forgatókönyv esetén az alkalmazott feszültség növekedésével nő.

Ilyen körülmények között a p-n csomópont lehetegy kondenzátorral analóg (1. ábra), ahol a p és n rétegek a kondenzátor két lemezét képviselik, míg a kimerülési régió dielektrikumként működik, amely elválasztja őket.

Tehát a párhuzamos lemez kondenzátor kapacitásának kiszámításához használt képletet is alkalmazhatjuk még a varactor dióda.

Ezért a varactor dióda kapacitásának matematikai kifejezését a

Hol,
C_j a csomópont teljes kapacitása.
ε a félvezető anyag permittivitása.
A a csomópont keresztmetszete.
d a kimerülési tartomány szélessége.

Továbbá a kapacitás és a fordított irányú feszültség közötti kapcsolatot adjuk meg

Hol,
C_j a varactor dióda kapacitása.
C a varactor dióda kapacitása, ha elfogulatlan.
K az állandó, amelyet gyakran 1-nek tekintünk.
V_b a barrier potenciál.
V_R az alkalmazott fordított feszültség.
m az anyagfüggő konstans.

Ezenkívül a villamos áramkör egyenértéke a varactor dióda és a szimbólum látható a 2. ábrán. Ez azt jelzi, hogy az áramkör maximális működési frekvenciája függ a sorozatellenállástól (R_s) és a dióda kapacitása, amely matematikailag megadható

Ezenkívül a varactor dióda minőségi tényezőjét az egyenlet adja meg

Hol, F és f a határértéket és a működési frekvenciát képviselik.

Ennek eredményeként megállapítható, hogy aa varaktor dióda kapacitása megváltoztatható a fordított irányú feszültség nagyságának változtatásával, mivel megváltoztatja a kimerülési tartomány szélességét, d. A kapacitási egyenletből az is nyilvánvaló, hogy d fordítottan arányos a C-vel. varactor dióda csökken a kimerülési tartomány szélességének növekedése, amit a fordított irányú feszültség növekedése okoz (V_R), amint azt a 3. ábrán látható grafikon mutatja. Eközben fontos megjegyezni, hogy bár az összes dióda hasonló tulajdonságokkal rendelkezik, a varactor diódák kifejezetten a cél elérése érdekében készülnek. Más szavakkal a varactor diódákat úgy állítják elő, hogy egy meghatározott C-V görbét kapjanak, amely a doping szintjének a gyártási folyamat során történő szabályozásával érhető el. Ettől függően a varactor diódák két típusba sorolhatók: hirtelen varactor-diódák és hirtelen hirtelen variáns-diódák, attól függően, hogy a p-n-összekötő dióda lineárisan vagy nem-lineárisan van-e adva (illetve).

Ezek varactor diódák előnyösek, mivel kompaktak, gazdaságosak, megbízhatóak és kevésbé hajlamosak a zajra más diódákhoz képest. Ennélfogva azokat használják

1. Az FM-rádió régi stílusú változó kondenzátor-hangolásának helyettesítése
2. Kis távirányító áramkörök
3. A vevőkészülék vagy az adó tartály áramkörei automatikus hangoláshoz, mint a TV esetében
4. Jel moduláció és demoduláció.
5. Mikrohullámú frekvencia szorzók az LC rezonáns áramkör részeként
6. Nagyon alacsony zajszintű mikrohullámú paraméteres erősítők
7. AFC áramkörök
8. A hídkörök beállítása
9. Állítható sávszűrő
10. Feszültségvezérelt oszcillátorok (VCO)
11. RF fázis váltók
12. Frekvencia szorzók