რის წარმოადგენს ვარაქტორული დიოდი?

რა არის ვარაქტორ დიოდი?

ვარაქტორ დიოდი

ვარაქტორ დიოდი განიხილება როგორც შებრუნებული პოლარიზაციით მუშაობის პ-n ჯუნქციის დიოდი, რომლის კაპაციტანსი შეიძლება ელექტრონულად შეცვალოთ. ამ დიოდებს ასევე უწოდებენ ვარიკაპს, ადაპტირების დიოდებს, ვოლტაჟით შესაცვლელ კაპაციტორ დიოდებს, პარამეტრულ დიოდებს და შესაცვლელ კაპაციტორ დიოდებს.

პ-n ჯუნქციის მუშაობა დამოკიდებულია გადატვირთვის ტიპზე, რომელიც შეიძლება იყოს წინადადებითი ან შებრუნებული. წინადადებით გადატვირთვაში დეპლექტირების რეგიონის სიგანე შემცირდება ვოლტაჟის ზრდასთან ერთად.

მეორე მხრივ, შებრუნებული გადატვირთვის სცენარისთვის დეპლექტირების რეგიონის სიგანე ზრდის აღმოჩენს გადატვირთვის ვოლტაჟის ზრდასთან ერთად.

შებრუნებული გადატვირთვაში პ-n ჯუნქცია იქცევა კაპაციტორის მსგავსად. პ და ნ საფრთხიები იქცევა კაპაციტორის პლიტების როლის შესასრულებლად, ხოლო დეპლექტირების რეგიონი არის დიელექტრიკი, რომელიც აფრთხილებს მათ ერთმანეთისგან.

ამიტომ, პარალელური პლიტების კაპაციტორის კაპაციტანსის გამოთვლის ფორმულა ასევე შეიძლება გამოიყენოს ვარაქტორ დიოდზე.

ვარაქტორ დიოდის კაპაციტანსი მათემატიკურად შეიძლება გამოისახოს შემდეგნაირად:

სადაც,

Cj არის ჯუნქციის სრული კაპაციტანსი.

ε არის სემიკონდუქტორის მასალის პერმიტივობა.

A არის ჯუნქციის სივრცის მოცულობა.

d არის დეპლექტირების რეგიონის სიგანე.

ასევე, კაპაციტანსის და შებრუნებული გადატვირთვის ვოლტაჟის შორის ურთიერთდება შემდეგი ფორმულით:

სადაც,

Cj არის ვარაქტორ დიოდის კაპაციტანსი.

C არის ვარაქტორ დიოდის კაპაციტანსი უტვირთობის შემთხვევაში.

K არის კონსტანტა, რომელიც ხშირად თვლის როგორც 1-ს.

Vb არის ბარიერული პოტენციალი.

VR არის გადატვირთვის შებრუნებული ვოლტაჟი.

m არის მასალის დამოკიდებული კონსტანტა.

ასევე, ვარაქტორ დიოდის ელექტრონული ქვედარების ეკვივალენტი და სიმბოლო გამოსახულია ფიგურა 2-ში.

ეს ნიშნავს, რომ ქსელის მაქსიმალური მუშაობის სიხშირე დამოკიდებულია სერიული რეზისტორის (Rs) და დიოდის კაპაციტორის ზე, რაც მათემატიკურად შეიძლება გამოისახოს შემდეგნაირად:

ასევე, ვარაქტორ დიოდის ხარისხის ფაქტორი შეიძლება გამოისახოს შემდეგი განტოლებით:

სადაც, F და f წარმოადგენს განჭეშილი სიხშირეს და მუშაობის სიხშირეს შესაბამისად.

შესაბამისად, შეიძლება დაიკვიროს, რომ ვარაქტორ დიოდის კაპაციტანსი შეიძლება შეცვალოს შებრუნებული გადატვირთვის ვოლტაჟის სიდიდის შეცვლით, რადგან ის შეცვლის დეპლექტირების რეგიონის სიგანე, d. ასევე ცხადია კაპაციტორის განტოლებიდან, რომ d არის შებრუნებულად პროპორციული C-ს. ეს ნიშნავს, რომ ჯუნქციის კაპაციტანსი ვარაქტორ დიოდზე შემცირდება დეპლექტირების რეგიონის სიგანის ზრდისთვის, რომელიც შეიძლება შეიცვალოს შებრუნებული გადატვირთვის ვოლტაჟის (VR) ზრდით, რაც გამოსახულია ფიგურა 3-ში. შესაბამისად, შეიძლება შენიშნოს, რომ თუმცა ყველა დიოდი აჩვენებს ამ თვისებას, ვარაქტორ დიოდები სპეციალურად დამზადებულია ამ მიზნის მისაღებად. ანუ ვარაქტორ დიოდები დამზადებულია განსაზღვრული C-V მრუდის მისაღებად, რაც შესაძლებელია დოპირების დოზირებით დამზადების პროცესში. ამის მიხედვით, ვარაქტორ დიოდები შეიძლება განიყოს ორ ტიპად: აბრუპტული ვარაქტორ დიოდები და ჰიპერ-აბრუპტული ვარაქტორ დიოდები, დამოკიდებული იმაზე, რომ პ-n ჯუნქციის დიოდი ლინეარულად ან ნონ-ლინეარულად დოპირებულია (შესაბამისად).

გამოყენება

• AFC ქსელები

• განარჩევი ქსელების რეგულირება

• რეგულირებადი ბერადიუსის ფილტრები

• ვოლტაჟით კონტროლებადი ოსცილატორები (VCOs)

• RF ფაზის შიფტერები

• სიხშირის მრავალმაგი