Ano 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 kapasidad nito nang 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 uri ng bias na inilapat, yaong forward o reverse. Sa forward bias, ang lapad ng depletion region ay bumababa habang tumaas ang voltaje.

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

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

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

Ang kapasidad ng varactor diode ay maaaring ipahayag matematikal bilang:

Kung saan,

Cj ang kabuuang kapasidad 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 kapasidad at reverse bias voltage ay ibinibigay bilang

Kung saan,

Cj ang kapasidad ng varactor diode.

C ang kapasidad ng varactor diode kapag hindi biased.

K ang constant, madalas itinuturing na 1.

Vb ang barrier potential.

VR ang inilapat na reverse voltage.

m ang material-dependent constant.

Karunungan pa, 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 kapasidad, na maaaring ibigay matematikal bilang

Karunungan pa, ang quality factor ng varactor diode ay ibinibigay ng equation

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

Bilang resulta, maaaring masabi na ang kapasidad ng varactor diode ay maaaring mag-iba sa pamamagitan ng pagbabago ng magnitude ng reverse bias voltage dahil ito ay nagbabago ng lapad ng depletion region, d. Bukod dito, malinaw mula sa kapasidad equation na ang d ay inversely proportional sa C. Ito ang nangangahulugan na ang junction kapasidad 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 may 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 makamit ang tiyak na C-V curve na maaaring maisagawa sa pamamagitan ng pagkontrol ng antas ng doping sa proseso ng paggawa. Batay dito, ang varactor diodes ay maaaring ikategorya sa dalawang uri, 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