Ano ang Varactor Diode?

Ano ang Varactor Diode?

Varactor Diode

Ang varactor diode ay isang reverse-biased p-n junction diode na kung saan maaaring mag-iba ang kapasidad nito ng elektrikal. Ang mga diode na ito ay kilala rin bilang varicaps, tuning diodes, voltage variable capacitor diodes, parametric diodes, at variable capacitor diodes.

Ang operasyon ng p-n junction ay depende sa uri ng bias na ipinapakilala, yaong forward o reverse. Sa forward bias, ang lapad ng depletion region ay bumababa habang tumaas ang voltaje.

Sa kabilang banda, ang lapad ng depletion region ay nakikita na tumataas habang tumaas ang ipinapakilalang voltaje para sa reverse bias scenario.

Sa reverse bias, ang p-n junction ay gumagana tulad ng isang kapasitor. Ang p at n layers ay gumagana bilang mga plato ng kapasitor, at ang depletion region ay gumagamit bilang dielectric na naghihiwalay sa kanila.

Kaya, ang formula para sa pagkalkula ng kapasidad ng parallel plate capacitor ay maaari ring ilapat sa varactor diode.

Ang kapasidad ng varactor diode ay maaaring ipahayag matematikal bilang:

Kung saan,

Cj ang kabuuang kapasidad ng junction.

ε ang permittivity ng semiconductor material.

A ang cross-sectional area ng junction.

d ang lapad ng depletion region.

Karunungan pa, ang relasyon sa pagitan ng kapasidad at ang reverse bias voltage ay ibinibigay bilang

Kung saan,

Cj ang kapasidad ng varactor diode.

C ang kapasidad ng varactor diode nang walang bias.

K ang konstante, kadalasang itinuturing na 1.

Vb ang barrier potential.

VR ang ipinapakilalang reverse voltage.

m ang material-dependent constant.

Bukod dito, ang electrical circuit equivalent ng varactor diode at ang simbolo nito ay ipinapakita sa Figure 2.

Ito ay nagpapahiwatig na ang pinakamataas na operating frequency ng circuit ay depende sa series resistance (Rs) at ang kapasidad ng diode, na maaaring ipahayag matematikal bilang

Bukod dito, ang quality factor ng varactor diode ay ibinibigay ng equation

Kung saan, F at f ang cut-off frequency at ang operating frequency, ayon sa pagkakabanggit.

Bilang resulta, maaaring masabi na ang kapasidad ng varactor diode ay maaaring mag-iba sa pamamagitan ng pagbabago ng magnitude ng reverse bias voltage dahil ito ay nagbabago ng lapad ng depletion region, d. At malinaw din mula sa kapasidad equation na ang d ay inversely proportional sa C. Ito ang nangangahulugan na ang junction kapasidad ng varactor diode ay bumababa habang tumaas ang lapad ng depletion region na dulot ng pagtaas ng reverse bias voltage (VR), tulad ng ipinapakita ng graph sa Figure 3. Samantala, mahalaga na tandaan na bagama't lahat ng diodes ay may katulad na katangian, ang varactor diodes ay espesyal na ginawa upang makamit ang layunin. Sa ibang salita, ang varactor diodes ay ginawa nang may intensyon na makamit ang tiyak na C-V curve na maaaring matamo sa pamamagitan ng pagkontrol ng antas ng doping sa proseso ng paggawa. Batay dito, ang varactor diodes ay maaaring ikategorya sa dalawang uri, yaong abrupt varactor diodes at hyper-abrupt varactor diodes, depende kung ang p-n junction diode ay linearly o non-linearly doped (ayon sa pagkakabanggit).

Mga Application

• AFC circuits

• Adjusting bridge circuits

• Adjustable bandpass filters

• Voltage Controlled Oscillators (VCOs)

• RF phase shifters

• Frequency multipliers