Varactor Diode کیا ہے؟

واریکٹر ڈائود کیا ہے؟

واریکٹر ڈائود

واریکٹر ڈائود کو ایک الٹ بائیس p-n جنکشن ڈائود کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے جس کی کیپیسٹنس کو برقی طور پر تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ ان ڈائودز کو واریکیپس، ٹیوننگ ڈائودز، ولٹیج متغیر کیپیسٹر ڈائودز، پیرامیٹرک ڈائودز، اور متغیر کیپیسٹر ڈائودز کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔

p-n جنکشن کا آپریشن لاگو کردہ بائیس کے قسم پر منحصر ہوتا ہے، چاہے وہ آگے کی طرف ہو یا الٹ۔ آگے کی طرف بائیس میں، ڈیپلیشن ریجن کی چوڑائی ولٹیج کے اضافے کے ساتھ کم ہوتی ہے۔

دیگر طرف، الٹ بائیس کی صورت میں لاگو کردہ ولٹیج کے اضافے کے ساتھ ڈیپلیشن ریجن کی چوڑائی میں اضافہ دیکھنے میں آتا ہے۔

الٹ بائیس میں، p-n جنکشن کیپیسٹر کی طرح کام کرتا ہے۔ p اور n لیئرز کیپیسٹر کے پلیٹس کی طرح کام کرتے ہیں، اور ڈیپلیشن ریجن ان کے درمیان الیکٹرک کی طرح کام کرتا ہے۔

لہذا، سمتیہ کیپیسٹر کی کیپیسٹنس کا حساب کرنے کے لیے استعمال کیا جانے والا فارمولہ واریکٹر ڈائود کے لیے بھی لاگو کیا جا سکتا ہے۔

واریکٹر ڈائود کی کیپیسٹنس کو ریاضیاتی طور پر یوں ظاہر کیا جا سکتا ہے:

جہاں،

Cj جنکشن کی کل کیپیسٹنس ہے۔

ε سیمی کنڈکٹر میٹریل کی پرمٹیوٹی ہے۔

A جنکشن کا کراس سیکشنی علاقہ ہے۔

d ڈیپلیشن ریجن کی چوڑائی ہے۔

مزید برآں، کیپیسٹنس اور الٹ بائیس ولٹیج کے درمیان تعلق یوں دیا جاتا ہے

جہاں،

Cj واریکٹر ڈائود کی کیپیسٹنس ہے۔

C واریکٹر ڈائود کی کیپیسٹنس ہے جب کوئی بائیس نہ ہو۔

K دائم ہے، عام طور پر 1 کے طور پر سمجھا جاتا ہے۔

Vb بیریئر پوٹینشل ہے۔

VR لاگو کردہ الٹ ولٹیج ہے۔

m میٹریل کے مطابق دائم ہے۔

مزید برآں، واریکٹر ڈائود کا برقی کرکٹ کے مساوی اور اس کا نشان شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔

یہ ظاہر کرتا ہے کہ کرکٹ کی زیادہ سے زیادہ کام کرنے والی فریکوئنسی سیریز ریزسٹنس (Rs) اور ڈائود کی کیپیسٹنس پر منحصر ہوتی ہے، جسے ریاضیاتی طور پر یوں ظاہر کیا جا سکتا ہے

مزید برآں، واریکٹر ڈائود کی کوالٹی فیکٹر کو یوں دیا جاتا ہے

جہاں، F اور f کٹ آف فریکوئنسی اور کام کرنے والی فریکوئنسی کو ظاہر کرتے ہیں۔

لہذا، یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ واریکٹر ڈائود کی کیپیسٹنس کو الٹ بائیس ولٹیج کی مقدار کو تبدیل کرتے ہوئے تبدیل کیا جا سکتا ہے کیونکہ یہ ڈیپلیشن ریجن کی چوڑائی d کو تبدیل کرتا ہے۔ کیپیسٹنس کے مساوات سے واضح ہے کہ d کی C کے ساتھ معکوس تناسب ہے۔ یہ مطلب ہے کہ واریکٹر ڈائود کی جنکشن کیپیسٹنس الٹ بائیس ولٹیج (VR) کے اضافے کے ساتھ ڈیپلیشن ریجن کی چوڑائی کے اضافے کے ساتھ کم ہوتی ہے، جسے شکل 3 میں ملتی گراف سے ظاہر کیا گیا ہے۔ میں یہ اہم ہے کہ یاد رہے کہ حالانکہ تمام ڈائودز مشابہ خصوصیت کا مظاہرہ کرتے ہیں، واریکٹر ڈائودز خاص طور پر اس مقصد کو حاصل کرنے کے لیے بنائے گئے ہیں۔ دوسرے الفاظ میں، واریکٹر ڈائودز کو ایک معین C-V کرو کو حاصل کرنے کے لیے بنایا جاتا ہے جسے مینوفیکچرنگ کے دوران ڈوپنگ کے سطح کو کنٹرول کرتے ہوئے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ اس کے مطابق، واریکٹر ڈائودز کو دو قسموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، جیسے کہ ابروپٹ واریکٹر ڈائودز اور ہائیپر-ابروپٹ واریکٹر ڈائودز، اس پر منحصر کرتے ہوئے کہ p-n جنکشن ڈائود کو لکیری یا غیر لکیری طور پر ڈوپ کیا گیا ہے (بالترتیب)۔

تطبيقات

• AFC کرکٹ

• برج کرکٹ کو تیار کرنا

• قابل تیاری بینڈ پاس فلٹرز

• ولٹیج کنٹرولڈ آسسیلیٹرز (VCOs)

• RF فیز شفترز

• فریکوئنسی ملٹیپلائرز