Varactor diod nədir?

Varactor diod nədir?

Varactor diod

Varactor diod, elektrik yolla dəyişdirilə bilən kapasitansa malik olan p-n qovşağına sahib tərs istiqamətlənmiş bir dioddur. Bu diodlar həmçinin varicaps, ayarlanan diodlar, voltajla dəyişən kapasitor diodlar, parametrik diodlar və dəyişən kapasitor diodlar kimi tanınırlar.

P-n qovşaqının işləməsi, təyin edilmiş istiqamətin (irəli və ya tərs) nəticəsində dəyişir. Irəli istiqamətə təyin olunduqda, voltajın artması ilə qalıqlı bölgənin eni azalır.

Öbür tərəfdən, tərs istiqamətə təyin olunmuş halda, tətbiq edilən voltajın artması ilə qalıqlı bölgənin eni artır.

Tərs istiqamətdə, p-n qovşağı kondensator kimi davranır. P və n qatları kondensatorun plakaları kimi, qalıqlı bölgə isə onları ayırıcı dielektrik kimi xidmət edir.

Buna görə, paralel plakalı kondensatorun kapasitansını hesablamaq üçün istifadə edilən düstur, varactor dioda da tətbiq edilə bilər.

Varactor diodun kapasitansı riyazi olaraq aşağıdakı kimi ifadə edilə bilər:

Burada,

Cj - qovşaqın ümumi kapasitansıdır.

ε - yarıiletken materyalin dielektrik sabitidir.

A - qovşaqın kesiti sahəsidir.

d - qalıqlı bölgənin enidir.

Əlavə olaraq, kapasitans və tərs istiqamətli voltaj arasındakı əlaqə aşağıdakı kimi verilir:

Burada,

Cj - varactor diodun kapasitansıdır.

C - varactor diodun təyin olunmadığı halda kapasitansıdır.

K - sabit, adətən 1 sayılır.

Vb - barier potensialıdır.

VR - tətbiq edilən tərs istiqamətli voltajdır.

m - materialdan asılı sabittir.

Əlavə olaraq, varactor diodun elektrik şəkili ekvivalenti və simvolu Şəkil 2-də göstərilir.

Bu, cihazın maksimum işləmə frekvansının seriyal mühüməti (Rs) və diodun kapasitansına bağlı olduğunu göstərir, ki, bu riyazi olaraq aşağıdakı kimi verilir:

Əlavə olaraq, varactor diodun keyfiyyət faktoru aşağıdakı düsturla verilir:

Burada, F və f uyğun olaraq kəsilmə frekvansı və işləmə frekvansını təmsil edir.

Sonuç olaraq, varactor diodun kapasitansının, tərs istiqamətli voltajın dərəcəsinin dəyişməsi ilə, qalıqlı bölgənin eni (d) dəyişdiyi an, dəyişə biləri demək olar. Kapasitans düsturu ilə belə, d C-ə ters orantılıdır. Bu, varactor diodun qovşaq kapasitansının, tərs istiqamətli voltaj (VR) artımından qalıqlı bölgənin eni artırılmasından dolayı azalacağını göstərir (Şəkil 3-də göstərilir). Buna baxmayaraq, bütün diodların oxşar xüsusiyyətlərinə malik olması çox önəmlidir, lakin varactor diodlar hədəflərə çatmaq üçün xüsusi istehsal olunur. Başqa sözlə, varactor diodlar, istehsal prosesində dozlaşmanın səviyyəsinin idarə edilməsi vasitəsilə müəyyən bir C-V qrafiki almayı hədəf edərək istehsal olunur. Bu əsasında, varactor diodlar, p-n qovşaqının lineer və ya non-lineer dozlaşmasına görə (münasibətən) təxmini və ya süblim varactor diodlar olaraq ikiye bölünə bilər.

Tətbiqlər

• AFC (Automatic Frequency Control) cihazları

• Keçidlər cihazlarının ayarlanması

• Dəyişən keçid filtrləri

• Voltajla idarə olunan osillat