מהו דיודה ורקטור?

מהו דיודה ורקטור?

דיודה ורקטור

דיודה ורקטור מוגדרת כדיודה p-n שמקבלת פולט הפוך שהקיבולת שלה יכולה להשתנות חשמלית. דיודות אלה ידועות גם בשם וריקאפס, דיודות תזמון, דיודות קיבול נגזרי מתח, דיודות פרמטריות ודיודות קיבול משתנה.

הפעולה של החיבור p-n תלויה בסוג הטעינה המופעל, או קדימה או אחורה. בטעינה קדימה, רוחב אזור הדילול מתמעט ככל שמתח עולה.

מציד שני, רוחב אזור הדילול נראה מתגבר עם עלייה במתח המופעל עבור סצENARIO של טעינה אחורה.

בטיעון אחורי, החיבור p-n מתנהג כמו קונדנסטור. שכבות ה-p וה-n פועלות כצלחות הקונדנסטור, ואזור הדילול משמש כדיאלקטרי הפרד את שתיהן.

לכן, הנוסחה לחישוב הקיבול של קונדנסטור צלחות מקבילות יכולה להיות גם לשימוש בדיודה ורקטור.

הקיבול של דיודה ורקטור יכול לבוא לידי ביטוי מתמטי:

כאשר,

Cj הוא הקיבול הכולל של החיבור.

ε היא התמיכות של חומר הסמיiconductor.

A היא שטח החתך של החיבור.

d הוא רוחב אזור הדילול.

בנוסף, הקשר בין הקיבול למתח הפוטנציאל האחורי ניתן כ

כאשר,

Cj הוא הקיבול של דיודה הוורקטור.

C הוא הקיבול של דיודה הוורקטור ללא הטיה.

K הוא קבוע, לעתים קרובות נחשב כ-1.

Vb הוא הפוטנציאל המחסום.

VR הוא המתח הפוטנציאל האחורי המופעל.

m הוא קבוע תלוי בחומר.

בנוסף, השקף החשמלי השקול של דיודה ורקטור וסימונה מוצגים בתמונה 2.

זה מצביע על כך שהתדירות המקסימלית של פעולת המעגל תלויה בהתנגדות הסדרית (Rs) והקיבול של הדיודה, שניתן לבוא לידי ביטוי מתמטי כ

בנוסף, גורם האיכות של דיודה ורקטור נתון על ידי המשוואה

כאשר, F ו-f מייצגים את תדר החיתוך ואת תדר ההפעלה, בהתאמה.

כתוצאה מכך, ניתן למסקנה שהקיבול של דיודה ורקטור יכול להשתנות על ידי שינוי הגודל של המתח הפוטנציאל האחורי, שכן זה משנה את רוחב אזור הדילול, d. כמו כן, מהמשוואה של הקיבול ברור ש-d הוא הפוך ל-C. זה אומר שהקיבול של החיבור של דיודה ורקטור יורד עם עלייה ברוחב אזור הדילול שנגרמת עקב עלייה במתח הפוטנציאל האחורי (VR), כפי שמוצג בגרף בתמונה 3. בינתיים חשוב לציין כי אם כל הדיודות מציגות את אותה תכונה, דיודות ורקטור מיוצרות במיוחד כדי להשיג את המטרה. במילים אחרות, דיודות ורקטור מיוצרות במטרה לקבל עקומה C-V מוגדרת שאפשר להשיג באמצעות הבקרה על רמת הדופינג במהלך תהליך הייצור. בהתאם לכך, דיודות ורקטור מסווגות לשני סוגים, דהיינו, דיודות ורקטור פתאומיות ודיודות ורקטור היפר-פתאומיות, בהתאם לשאלה אם הדיודה p-n מדופנת באופן ליניארי או לא ליניארי (בהתאמה).

יישומים

• מעגלי AFC

• כוונון מעגלי גשר

• פילטרים מתנדים ניתנים לקביעת תדר

• מפענחים בשליטה מתח (VCOs)

• מפענחי RF

• מכפילי תדר