Que é un diodo varactor

Que é un diodo varactor?

Diodo Varactor

Un diodo varactor defínese como unha unión p-n polarizada inversamente cuxa capacitancia pode variarse eléctricamente. Estes diodos tamén son coñecidos como varicaps, diodos de sintonización, diodos de capacitancia variable por voltaxe, diodos paramétricos e diodos de capacitancia variable.

O funcionamento da unión p-n depende do tipo de polarización aplicada, seja directa ou inversa. Con polarización directa, o ancho da rexión de depleción diminúe á medida que aumenta o voltaxe.

Por outro lado, o ancho da rexión de depleción aumenta cun aumento do voltaxe aplicado no caso de polarización inversa.

Con polarización inversa, a unión p-n comportase como un condensador. As capas p e n actúan como as placas do condensador, e a rexión de depleción serve como o dieléctrico que as separa.

polo que a fórmula para calcular a capacitancia dun condensador de placas paralelas tamén pode aplicarse ao diodo varactor.

A capacitancia dun diodo varactor pode expresarse matematicamente como:

Onde,

Cj é a capacitancia total da unión.

ε é a permitividad do material semiconductor.

A é a área transversal da unión.

d é o ancho da rexión de depleción.

Ademais, a relación entre a capacitancia e o voltaxe de polarización inversa dáse como

Onde,

Cj é a capacitancia do diodo varactor.

C é a capacitancia do diodo varactor cando non está polarizado.

K é a constante, frecuentemente considerada como 1.

Vb é o potencial de barrera.

VR é o voltaxe inverso aplicado.

m é a constante dependente do material.

Ademais, o equivalente circuital dun diodo varactor e o seu símbolo amósanse na Figura 2.

Isto indica que a frecuencia máxima de operación do circuito depende da resistencia en serie (Rs) e a capacitancia do diodo, que pode darse matematicamente como

Ademais, o factor de calidade do diodo varactor dáse pola ecuación

Onde, F e f representan a frecuencia de corte e a frecuencia de operación, respectivamente.

Como resultado, pode concluirse que a capacitancia do diodo varactor pode variarse variando a magnitude do voltaxe de polarización inversa, xa que isto varía o ancho da rexión de depleción, d. Tamén é evidente a partir da ecuación de capacitancia que d é inversamente proporcional a C. Isto significa que a capacitancia da unión do diodo varactor diminúe cun aumento do ancho da rexión de depleción causado por un aumento do voltaxe de polarización inversa (VR), como mostra o gráfico na Figura 3. É importante notar que, aínda que todos os diodos exhiben esta propiedade, os diodos varactor están especialmente fabricados para lograr este obxectivo. En outras palabras, os diodos varactor están fabricados con a intención de obter unha curva C-V definida, que pode lograrse controlando o nivel de dopado durante o proceso de fabricación. Dependendo diso, os diodos varactor poden clasificarse en dous tipos, a saber, diodos varactor abruptos e diodos varactor hiper-abruptos, dependendo de se o diodo de unión p-n está dopado linearmente ou non-linearmente (respectivamente).

Aplicacións

• Circuitos AFC

• Axuste de circuitos puente

• Filtros pasabanda axustables

• Osciladores Controlados por Voltaxe (VCOs)

• Desfasadores RF

• Multiplicadores de frecuencia