वारेक्टर डायोड क्या है?

वारेक्टर डायोड क्या है?

वारेक्टर डायोड

वारेक्टर डायोड को एक विद्युत से बदली जा सकने वाली प्रतिरोधकता वाला रिवर्स-बायस्ड p-n जंक्शन डायोड के रूप में परिभाषित किया जाता है। इन डायोडों को वेरिकैप्स, ट्यूनिंग डायोड, वोल्टेज वेरिएबल कैपेसिटर डायोड, पैरामेट्रिक डायोड, और वेरिएबल कैपेसिटर डायोड भी कहा जाता है।

p-n जंक्शन का कार्य उस प्रकार के बायस पर निर्भर करता है, जो फोरवर्ड या रिवर्स हो सकता है। फोरवर्ड बायस में, वोल्टेज बढ़ने के साथ डीप्लीशन क्षेत्र की चौड़ाई घटती है।

दूसरी ओर, रिवर्स बायस की स्थिति में, लगाए गए वोल्टेज के बढ़ने के साथ डीप्लीशन क्षेत्र की चौड़ाई बढ़ती देखी जाती है।

रिवर्स बायस में, p-n जंक्शन एक कैपेसिटर की तरह व्यवहार करता है। p और n लेयर कैपेसिटर के प्लेट की तरह कार्य करते हैं, और डीप्लीशन क्षेत्र उन्हें अलग करने वाला डाइएलेक्ट्रिक का काम करता है।

इसलिए, समानांतर प्लेट कैपेसिटर की प्रतिरोधकता की गणना करने का सूत्र वारेक्टर डायोड पर भी लागू किया जा सकता है।

वारेक्टर डायोड की प्रतिरोधकता गणितीय रूप से निम्न प्रकार से व्यक्त की जा सकती है:

जहाँ,

Cj जंक्शन की कुल प्रतिरोधकता है।

ε अर्धचालक सामग्री की परमिटिविटी है।

A जंक्शन का अनुप्रस्थ क्षेत्रफल है।

d डीप्लीशन क्षेत्र की चौड़ाई है।

इसके अलावा, प्रतिरोधकता और रिवर्स बायस वोल्टेज के बीच का संबंध निम्न प्रकार से दिया जाता है

जहाँ,

Cj वारेक्टर डायोड की प्रतिरोधकता है।

C अनबायस्ड वारेक्टर डायोड की प्रतिरोधकता है।

K एक स्थिरांक है, जिसे अक्सर 1 माना जाता है।

Vb बाधा वोल्टेज है।

VR लगाए गए रिवर्स वोल्टेज है।

m सामग्री-निर्भर स्थिरांक है।

इसके अलावा, वारेक्टर डायोड का विद्युत परिपथ समकक्ष और उसका प्रतीक आकृति 2 में दिखाया गया है।

यह दर्शाता है कि परिपथ की अधिकतम संचालन आवृत्ति श्रृंखला प्रतिरोध (Rs) और डायोड प्रतिरोधकता पर निर्भर करती है, जिसे गणितीय रूप से निम्न प्रकार से दिया जा सकता है

इसके अलावा, वारेक्टर डायोड की गुणवत्ता कारक निम्न समीकरण द्वारा दी जाती है

जहाँ, F और f क्रमशः कट-ऑफ आवृत्ति और संचालन आवृत्ति को निरूपित करते हैं।

इस परिणामस्वरूप, एक निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि वारेक्टर डायोड की प्रतिरोधकता रिवर्स बायस वोल्टेज की तीव्रता को बदलकर बदली जा सकती है, क्योंकि यह डीप्लीशन क्षेत्र d की चौड़ाई को बदलता है। इसके अलावा, प्रतिरोधकता समीकरण से स्पष्ट है कि d, C के व्युत्क्रमानुपाती है। यह अर्थ है कि वारेक्टर डायोड की जंक्शन प्रतिरोधकता रिवर्स बायस वोल्टेज (VR) के बढ़ने के कारण डीप्लीशन क्षेत्र की चौड़ाई के बढ़ने के साथ घटती है, जैसा कि आकृति 3 में दिखाया गया है। इसके अलावा, यह महत्वपूर्ण है कि यद्यपि सभी डायोड समान गुणधर्म प्रदर्शित करते हैं, लेकिन वारेक्टर डायोड इस उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए विशेष रूप से निर्मित किए जाते हैं। दूसरे शब्दों में, वारेक्टर डायोडों को निर्माण के दौरान डोपिंग के स्तर को नियंत्रित करके एक निश्चित C-V वक्र प्राप्त करने के उद्देश्य से बनाया जाता है। इसके आधार पर, वारेक्टर डायोडों को दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है: अकस्मात वारेक्टर डायोड और अत्यधिक-अकस्मात वारेक्टर डायोड, जो इस पर निर्भर करता है कि p-n जंक्शन डायोड रैखिक या गैर-रैखिक ढंग से डोपिंग किया गया है (क्रमशः)।

अनुप्रयोग

• AFC परिपथ

• ब्रिज परिपथ को समायोजित करना

• समायोजित बैंडपास फिल्टर

• वोल्टेज नियंत्रित ऑसिलेटर (VCOs)

• RF फेज शिफ्टर

• आवृत्ति गुणक