Діод Varactor

Діод Varactor є зворотним зміщеним p-n-діодом, чийЄмність може змінюватися електрично. У результаті ці діоди також називаються варикапами, діодами налаштування, діодами змінного конденсатора, параметричними діодами і діодами змінної ємності. Добре відомо, що операція p-n-переходу залежить від зміщення, яке може бути або прямим, або зворотним за характеристикою. Також спостерігається, що проміжок області виснаження в p-n-переході зменшується при збільшенні напруги в разі прямого зміщення. З іншого боку, ширина області виснаження зростає зі збільшенням прикладеної напруги для сценарію зворотного зсуву.

За таких умов p-n-перехід може бутивважається аналогічним конденсатору (рис. 1), де p і n шари являють собою дві пластини конденсатора, а область виснаження діє як діелектрик, що розділяє їх.

Таким чином можна застосувати формулу, що використовується для обчислення ємності конденсатора паралельної пластини навіть до діод varactor.

Отже, математичний вираз для ємності варакторного діода задається

Де,
C_j - сумарна ємність переходу.
ε - діелектрична проникність напівпровідникового матеріалу.
A - площа поперечного перерізу переходу.
d - ширина області виснаження.

Далі наведено співвідношення між ємністю і зворотним напругою зміщення

Де,
C_j є ємністю варакторного діода.
C - ємність варакторного діода при незміщеному.
K - константа, часто вважається 1.
V_b є бар'єрним потенціалом.
V_R є прикладеним зворотним напругою.
m - матеріал, залежний від постійної.

Крім того, електрична схема еквівалентна a діод varactor це означає, що максимальна робоча частота схеми залежить від послідовного опору (R_s) і ємність діода, яка може бути математично задана як

Крім того, коефіцієнт якості варакторного діода задається рівнянням

Де, F і f являють собою частоту зрізу і робочу частоту відповідно.

В результаті можна зробити висновок, щоємність варакторного діода може змінюватися шляхом зміни величини зворотного напруги зсуву, оскільки вона змінює ширину області виснаження, d. Також з рівняння ємності видно, що d обернено пропорційно C. Це означає, що ємність переходу діод varactor зменшується зі збільшенням ширини області виснаження, викликаної збільшенням напруги зворотного зміщення (V_R), як показано графіком на малюнку 3. При цьому важливо відзначити, що, хоча всі діоди мають подібне властивість, варакторні діоди спеціально виготовлені для досягнення поставленої мети. Іншими словами, варакторні діоди виготовляються з метою отримання певної C-V-кривої, яка може бути досягнута шляхом контролю рівня легування під час процесу виготовлення. Залежно від цього, варакторні діоди можуть бути класифіковані на два типи - раптові варакторні діоди і гіпер-різкі диоди варактора, залежно від того, чи лінійно або нелінійно допігується діод p-n (відповідно).

Це Варакторні діоди є вигідними, оскільки вони компактні за розмірами, економічні, надійні і менш схильні до шуму в порівнянні з іншими діодами. Отже, вони використовуються в Росії

1. Тюнінг схем для заміни старого стилю змінного конденсатора на налаштування FM-радіо
2. Малі схеми дистанційного керування
3. Танкові схеми приймача або передавача для автоматичної настройки, як у випадку з телевізором
4. Модуляція сигналу і демодуляція.
5. Мультиплікатори мікрохвильових частот як компонент LC резонансного контуру
6. Дуже малошумний СВЧ-параметричний підсилювач
7. AFC схеми
8. Регулювання мостових схем
9. Регульовані смугові фільтри
10. Осцилятори керовані напругою (VCO)
11. РЧ фазообертачі
12. Множники частоти