Mis on varaktoridiood?
Varaktoridiood
Varaktoridiood on p-n ühendusega diood, mille kapatsitanti saab elektriliselt muuta. Nende diodeid tuntakse ka nimedega varikapid, sintonimisedioodid, pingevõrdlusega muutuvad kondensaatoridioodid, parameetrilised dioodid ja muutuvad kondensaatoridioodid.
P-n ühenduse toimimine sõltub rakendatud polaarvoolu tüübist, kas see on eesmäärane või vastandmäärane. Eesmäärases polaarvoolus väheneksid tuumiku laiusega kasvava voltagena.
Vastandmäärases polaarvoolus näitaks tuumiku laius kasvu rakendatava voltagena suurenemisel.
Vastandmäärases polaarvoolus käitub p-n ühendus nagu kondensaator. P- ja n-kihid toimivad kondensaatori platinaid, tuumik aga dielektrikutena, mis neid eraldab.
Seetõttu saab varaktoridioodi kapatsitanti arvutada ka paralleelsete platinatega kondensaatori valemiga.
Varaktoridioodi kapatsitanti saab matemaatiliselt väljendada järgmiselt:
Kus,
Cj on ühenduse kogukapatsitant.
ε on pooljuhtiva materjali permittiivsus.
A on ühenduse risti lõikeala.
d on tuumiku laius.
Lisaks annab kapatsitanti ja vastandmäärast voltagena seose järgmine valem:
Kus,
Cj on varaktoridioodi kapatsitant.
C on varaktoridioodi kapatsitant, kui see on mittepolaarvoolul.
K on konstant, mida tavaliselt peetakse 1-iks.
Vb on barjääripotentsiaal.
VR on rakendatav vastandmäärane voltagene.
m on materjalipõhine konstant.
Lisaks näidatakse varaktoridioodi elektroonilise tsirkuiti ekvivalenti ja selle sümbolit joonis 2-s.
See näitab, et tsirkuiti maksimaalne töötabasõnajuhe sõltub sarirestist (Rs) ja dioodi kapatsitandist, mis saab matemaatiliselt väljendada järgmiselt:
Lisaks annab varaktoridioodi kvaliteedifaktori järgmine valem:
Kus, F ja f tähistavad vastavalt kõrvaldamissagedust ja töösagedust.
Seetõttu saab järeldada, et varaktoridioodi kapatsitanti saab muuta vastandmäärast voltagena suurenemisega, sest see muudab tuumiku laiust d. Ka kapatsitandi valemist on selge, et d on C-le pöördproportsionaalne. See tähendab, et varaktoridioodi ühenduse kapatsitant vähenekski tuumiku laiuse kasvamisel, mis on tingitud vastandmäärast voltagena (VR) suurenemisest, nagu näitab joon 3. Samas on oluline märkida, et kuigi kõik diodid omavad sarnast omadust, on varaktoridioodid spetsiaalselt valmistatud selle eesmärgi saavutamiseks. Teisisõnu, varaktoridioodid on valmistatud kindla C-V kõvera saavutamiseks, mida saab kontrollida doobimise taseme kontrollimisega valmistamise ajal. Selle järgi saab varaktoridiodeid jagada kaheks tüübiga: otseses varaktoridiodeid ja hüperotseses varaktoridiodeid, vastavalt sellele, kas p-n ühendus on lineaarselt või mittelineaarselt doobitud.
Rakendused
AFC tsirkvid
Silditsirkvide korrigeerimine
Muutuvad bandpass-filtrid
Pingevõrdlusega oskillaatorid (VCOs)
RF faasisiidrid
Sagedusmultiplikaatorid
