Qu'est-ce qu'un diode varicap

Qu'est-ce qu'un diode varicap?

Diode varicap

Un diode varicap est défini comme une diode à jonction p-n polarisée en inverse dont la capacité peut être modifiée électriquement. Ces diodes sont également connues sous les noms de varicaps, diodes de réglage, diodes à condensateur variable par tension, diodes paramétriques et diodes à condensateur variable.

Le fonctionnement de la jonction p-n dépend du type de polarisation appliquée, soit directe, soit inverse. En polarisation directe, l'épaisseur de la région de déplétion diminue lorsque la tension augmente.

D'autre part, on constate que l'épaisseur de la région de déplétion augmente avec l'augmentation de la tension appliquée dans le cas de la polarisation inverse.

En polarisation inverse, la jonction p-n se comporte comme un condensateur. Les couches p et n agissent comme les plaques du condensateur, et la région de déplétion sert de diélectrique les séparant.

Par conséquent, la formule pour calculer la capacité d'un condensateur à plaques parallèles peut également être appliquée au diode varicap.

La capacité d'un diode varicap peut être exprimée mathématiquement comme suit:

Où,

Cj est la capacité totale de la jonction.

ε est la permittivité du matériau semi-conducteur.

A est la section transversale de la jonction.

d est l'épaisseur de la région de déplétion.

De plus, la relation entre la capacité et la tension de polarisation inverse est donnée par

Où,

Cj est la capacité du diode varicap.

C est la capacité du diode varicap lorsqu'il n'est pas polarisé.

K est une constante, souvent considérée comme étant 1.

Vb est le potentiel de barrière.

VR est la tension inverse appliquée.

m est une constante dépendante du matériau.

De plus, l'équivalent électrique d'un diode varicap et son symbole sont montrés à la Figure 2.

Cela indique que la fréquence maximale de fonctionnement du circuit dépend de la résistance en série (Rs) et de la capacité de la diode, qui peut être donnée mathématiquement par

De plus, le facteur de qualité du diode varicap est donné par l'équation

Où, F et f représentent respectivement la fréquence de coupure et la fréquence de fonctionnement.

On peut donc conclure que la capacité du diode varicap peut être modifiée en modifiant l'amplitude de la tension de polarisation inverse, car cela modifie l'épaisseur de la région de déplétion, d. Il est également évident à partir de l'équation de capacité que d est inversement proportionnel à C. Cela signifie que la capacité de jonction du diode varicap diminue avec l'augmentation de l'épaisseur de la région de déplétion causée par l'augmentation de la tension de polarisation inverse (VR), comme le montre le graphique de la Figure 3. Il est important de noter que bien que toutes les diodes présentent cette propriété, les diodes varicap sont spécialement fabriquées pour atteindre cet objectif. Autrement dit, les diodes varicap sont fabriquées dans le but d'obtenir une courbe C-V définie, ce qui peut être réalisé en contrôlant le niveau de dopage pendant le processus de fabrication. En fonction de cela, les diodes varicap peuvent être classées en deux types, à savoir les diodes varicap abruptes et les diodes varicap hyper-abruptes, selon que la diode à jonction p-n est dopée linéairement ou non linéairement (respectivement).

Applications

• Circuits AFC

• Réglage des circuits ponts

• Filtres passe-bande ajustables

• Oscillateurs commandés par tension (VCO)

• Déphaseurs RF

• Multiplieurs de fréquence