Unsa ang Varactor Diode?

Ano ang Varactor Diode?

Varactor Diode

Ang varactor diode ay isang reverse-biased p-n junction diode kung saan maaaring mag-iba ang capacitance nito ng elektrikal. Ang mga diode na ito ay kilala rin bilang varicaps, tuning diodes, voltage variable capacitor diodes, parametric diodes, at variable capacitor diodes.

Ang operasyon ng p-n junction ay depende sa tipo ng bias na ipinapalabas, yaon sa forward o reverse. Sa forward bias, ang lapad ng depletion region ay bumababa habang tumaas ang voltage.

Sa kabilang banda, ang lapad ng depletion region ay nakikita na tumataas habang tumaas ang ipinapalabas na voltage sa reverse bias scenario.

Sa reverse bias, ang p-n junction ay gumagana tulad ng isang capacitor. Ang p at n layers ay gumagamit bilang plates ng capacitor, at ang depletion region ay nagsisilbing dielectric na naghihiwalay sa kanila.

Kaya, ang formula para sa pagkalkula ng capacitance ng parallel plate capacitor ay maaari ring ilapat sa varactor diode.

Ang capacitance ng varactor diode ay maaaring ipahayag matematikal bilang:

Kung saan,

Cj ang kabuuang capacitance ng junction.

ε ang permittivity ng semiconductor material.

A ang cross-sectional area ng junction.

d ang lapad ng depletion region.

Karunungan pa, ang relasyon sa pagitan ng capacitance at reverse bias voltage ay ibinibigay bilang

Kung saan,

Cj ang capacitance ng varactor diode.

C ang capacitance ng varactor diode kapag unbiased.

K ang constant, madalas itinuturing na 1.

Vb ang barrier potential.

VR ang ipinapalabas na reverse voltage.

m ang material-dependent constant.

Sa dagdag, ang electrical circuit equivalent ng varactor diode at ang simbolo nito ay ipinapakita sa Figure 2.

Ito ay nagpapahiwatig na ang maximum operating frequency ng circuit ay depende sa series resistance (Rs) at ang diode capacitance, na maaaring ipahayag matematikal bilang

Sa dagdag, ang quality factor ng varactor diode ay ibinibigay ng equation

Kung saan, F at f ay kinakatawan ang cut-off frequency at ang operating frequency, respectively.

Bilang resulta, maaaring masabi na ang capacitance ng varactor diode ay maaaring mag-iba sa pamamagitan ng pag-iba ng magnitude ng reverse bias voltage dahil ito ay nagbabago ang lapad ng depletion region, d. Bukod dito, malinaw mula sa capacitance equation na ang d ay inversely proportional sa C. Ito ang nangangahulugan na ang junction capacitance ng varactor diode ay bumababa habang tumaas ang lapad ng depletion region dahil sa pagtaas ng reverse bias voltage (VR), tulad ng ipinapakita ng graph sa Figure 3. Samantala, mahalaga na tandaan na bagama't lahat ng diodes ay nagpapakita ng katulad na katangian, ang varactor diodes ay espesyal na ginawa upang makamit ang layunin. Sa ibang salita, ang varactor diodes ay ginawa nang may intensyon na makakuha ng tiyak na C-V curve na maaaring maisakatuparan sa pamamagitan ng pagkontrol ng antas ng doping sa panahon ng proseso ng paggawa. Batay dito, ang varactor diodes ay maaaring i-classify sa dalawang uri, yaon ang abrupt varactor diodes at hyper-abrupt varactor diodes, depende kung ang p-n junction diode ay linearly o non-linearly doped (respectively).

Mga Application

• AFC circuits

• Adjusting bridge circuits

• Adjustable bandpass filters

• Voltage Controlled Oscillators (VCOs)

• RF phase shifters

• Frequency multipliers