Mi az a Varactor dióda?

Mi az egy varaktor dióda?

Varaktor dióda

A varaktor dióda definiálható úgy, mint egy fordított irányban polarizált p-n csomópont dióda, amelynek kapacitása elektromosan változtatható. Ezeket a diódákat varicapsnak, hangolódiódának, feszültség-alapú kapacitás-változtató diódának, paraméter-diódának és változó kapacitású diódának is nevezik.

A p-n csomópont működése attól függ, hogy előre vagy hátra fel van-e polarizálva. Előrepolarizált állapotban a kimerülési réteg vastagsága növekvő feszültséggel csökken.

Másrészről, a hátrapolarizált állapotban a kimerülési réteg vastagsága növekvő alkalmazott feszültséggel növekszik.

Hátrapolarizált állapotban a p-n csomópont, mint egy kondenzátor viselkedik. A p és n rétegek a kondenzátor lemezeit képezik, míg a kimerülési réteg a közöttük lévő dielektrikus anyagot.

Ezért a párhuzamos lemezű kondenzátor kapacitásának számítási képlete alkalmazható a varaktor diódára is.

A varaktor dióda kapacitása matematikailag a következőképpen fejezhető ki:

Ahol,

Cj a csomópont teljes kapacitása.

ε a fémes anyag penetrációs tényezője.

A a csomópont keresztmetszeti területe.

d a kimerülési réteg vastagsága.

Továbbá, a kapacitás és a hátrapolarizáló feszültség közötti összefüggést a következőképpen adhatjuk meg:

Ahol,

Cj a varaktor dióda kapacitása.

C a varaktor dióda kapacitása, ha nincs polarizálva.

K egy állandó, ami gyakran 1-nek tekintendő.

Vb a bariérfeszültség.

VR az alkalmazott hátrapolarizáló feszültség.

m a anyagfüggő állandó.

Ezenkívül, a varaktor dióda elektrikai áramkör ekvivalensének és jelölésének bemutatása megtalálható a 2. ábrán.

Ez azt mutatja, hogy az áramkör maximális működési frekvenciája függ a soros ellenállástól (Rs) és a dióda kapacitásától, ami matematikailag a következőképpen adható meg:

Ezenkívül, a varaktor dióda minőségi faktora a következő egyenlettel adható meg:

Ahol, F és f a vágási frekvencia és a működési frekvencia, illetve.

Ezért lehet következtetni, hogy a varaktor dióda kapacitását a hátrapolarizáló feszültség nagyságának változtatásával lehet változtatni, mivel ez a kimerülési réteg, d, vastagságát változtatja. Ezenkívül a kapacitás-egyenletből is látható, hogy d fordítottan arányos C-vel. Ez azt jelenti, hogy a varaktor dióda csomópontkapacitása csökken a kimerülési réteg vastagságának, a hátrapolarizáló feszültség (VR) növekedésével okozott növekedésével, ahogy a 3. ábra grafikonja is mutatja. Ugyanakkor fontos megjegyezni, hogy bár minden dióda hasonló tulajdonságokat mutat, a varaktor diódák speciálisan készültek ezen cél elérésére. Más szavakkal, a varaktor diódák oly módon gyártják, hogy meghatározott C-V görbe elérhető legyen, amit a dobozáskodási szint vezérlésekkel érnek el a gyártási folyamat során. Ezen alapján a varaktor diódákat két típusra oszthatjuk: rövid változó varaktor diódák és hiper-rövid változó varaktor diódák, attól függően, hogy a p-n csomópont lineárisan vagy nem lineárisan van-e dobozolva (illetve).

Alkalmazások

• AFC áramkörök

• Hidrélektromos híd áramkörök beállítása

• Beállítható bandpass szűrők

• Feszültség-vezérelt rezgésgenerátorok (VCO-k)

• RF fáziseltolók

• Frekvencia-szorzók