Kaj je variktor dioda?

Polje: Enciklopedija

China

Kaj je varaktorska dioda?

Varaktorska dioda

Varaktorska dioda je definirana kot obrnjenostno priključena p-n prehodna dioda, katerih kapacitivnost se lahko električno spreminja. Te diode so tudi znane kot varicaps, nalazne diode, napetostno spremenljive kapacitorske diode, parametrične diode in spremenljive kapacitorske diode.

Delovanje p-n prehoda je odvisno od vrste priključenosti, ali gre za naprej ali obrnjenostno. Pri naprej priključenosti se širina izčrpljenega območja zmanjša s povečevanjem napetosti.

Na drugi strani se širina izčrpljenega območja povečuje s povečevanjem uporabljene napetosti v primeru obrnjenostnega priključevanja.

Pri obrnjenostnem priključevanju se p-n prehod obnaša kot kondenzator. Plasti p in n delujeta kot pladenca kondenzatorja, medtem ko izčrpljeno območje služi kot dielektrik, ki jih ločuje.

Zato se formule za izračun kapacitivnosti vzporednoploščnega kondenzatorja lahko uporabijo tudi za varaktorsko diodo.

Kapacitivnost varaktorske diode se lahko matematično izrazi kot:

Kjer,

Cj je skupna kapacitivnost prehoda.

ε je permitivnost polprevodniškega materiala.

A je prečni površinski obseg prehoda.

d je širina izčrpljenega območja.

Dodatno, odnos med kapacitivnostjo in obrnjenostno napetostjo je podan kot

Kjer,

Cj je kapacitivnost varaktorske diode.

C je kapacitivnost varaktorske diode, ko je nepristranska.

K je konstanta, ki se pogosto smatra za 1.

Vb je potencial bariere.

VR je uporabljena obrnjenostna napetost.

m je konstanta, odvisna od materiala.

Dodatno, električni ekvivalent varaktorske diode in njeno simbolo se prikazujejo na Sliki 2.

To kaže, da je največja delovna frekvenca vezja odvisna od serije odpornika (Rs) in kapacitivnosti diode, kar se lahko matematično določi kot

Dodatno, kakovostni faktor varaktorske diode je dan z enačbo

Kjer F in f predstavljata odsečno frekvenco in delovno frekvenco, ustrezno.

Tako se lahko zaključi, da se kapacitivnost varaktorske diode lahko spreminja s spreminjanjem velikosti obrnjenostne napetosti, ker spreminja širino izčrpljenega območja, d. Tudi iz enačbe kapacitivnosti je očitno, da je d obratno sorazmeren s C. To pomeni, da se spojninska kapacitivnost varaktorske diode zmanjša s povečevanjem širine izčrpljenega območja, ki je posledica povečevanja obrnjenostne napetosti (VR), kot kaže graf na Sliki 3. Medtem je pomembno opozoriti, da čeprav imajo vse diode podobno lastnost, so varaktorske diode posebno izdelane, da bi dosegli cilj. Drugače povedano, varaktorske diode so izdelane z namenom, da bi pridobili določeno C-V krivuljo, kar je mogoče doseči z nadzorom stopnje dopiranja med procesom izdelave. Glede na to se varaktorske diode lahko razvrščajo v dva tipa, to je, nenadno varaktorske diode in hiper-nenadne varaktorske diode, glede na to, ali je p-n prehodna dioda linearno ali nelinearno dopirana (ustrezno).