Điốt biến áp là gì?

Encyclopedia

Trường dữ liệu: Bách khoa toàn thư

China

Điôt biến áp là gì?

Điôt biến áp

Điôt biến áp được định nghĩa là điôt p-n có chiều thuận bị ngược cực, điện dung của nó có thể thay đổi bằng điện. Những điôt này còn được gọi là varicaps, điôt điều chỉnh, điôt điện dung biến thiên theo điện áp, điôt tham số và điôt điện dung biến thiên.

Hoạt động của điôt p-n phụ thuộc vào loại cực hóa được áp dụng, hoặc là thuận hoặc là ngược. Trong trường hợp cực hóa thuận, chiều rộng vùng cạn giảm khi điện áp tăng.

Trái lại, chiều rộng vùng cạn tăng khi điện áp áp dụng tăng trong trường hợp cực hóa ngược.

Trong cực hóa ngược, điôt p-n hoạt động như một tụ điện. Các lớp p và n đóng vai trò như các tấm tụ điện, và vùng cạn đóng vai trò như chất cách điện tách chúng.

Do đó, công thức tính điện dung của tụ điện hai tấm song song cũng có thể áp dụng cho điôt biến áp.

Điện dung của điôt biến áp có thể biểu diễn toán học như sau:

Trong đó,

Cj là điện dung tổng cộng của mối nối.

ε là độ thấm điện của vật liệu bán dẫn.

A là diện tích mặt cắt ngang của mối nối.

d là chiều rộng của vùng cạn.

Ngoài ra, mối quan hệ giữa điện dung và điện áp cực hóa ngược được đưa ra như sau

Trong đó,

Cj là điện dung của điôt biến áp.

C là điện dung của điôt biến áp khi không bị cực hóa.

K là hằng số, thường được coi là 1.

Vb là điện áp rào cản.

VR là điện áp ngược áp dụng.

m là hằng số phụ thuộc vào vật liệu.

Ngoài ra, mạch điện tương đương của điôt biến áp và ký hiệu của nó được hiển thị trong Hình 2.

Điều này cho thấy tần số hoạt động tối đa của mạch phụ thuộc vào điện trở chuỗi (Rs) và điện dung của điôt, có thể biểu diễn toán học như sau

Ngoài ra, hệ số chất lượng của điôt biến áp được đưa ra bởi phương trình

Trong đó, F và f đại diện cho tần số cắt và tần số hoạt động, tương ứng.

Do đó, có thể kết luận rằng điện dung của điôt biến áp có thể thay đổi bằng cách thay đổi mức điện áp cực hóa ngược, vì nó thay đổi chiều rộng của vùng cạn, d. Đồng thời, từ phương trình điện dung, ta thấy d tỷ lệ nghịch với C. Điều này có nghĩa là điện dung mối nối của điôt biến áp giảm khi chiều rộng vùng cạn tăng do sự tăng của điện áp cực hóa ngược (VR), như được hiển thị trong đồ thị Hình 3. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng mặc dù tất cả các điôt đều có tính chất tương tự, nhưng điôt biến áp được sản xuất đặc biệt để đạt được mục tiêu. Nói cách khác, điôt biến áp được sản xuất với mục đích đạt được đường cong C-V xác định, điều này có thể thực hiện bằng cách kiểm soát mức độ pha tạp trong quá trình sản xuất. Tùy thuộc vào điều này, điôt biến áp có thể được phân loại thành hai loại, tức là điôt biến áp đột ngột và điôt biến áp siêu đột ngột, tùy thuộc vào việc điôt p-n được pha tạp tuyến tính hay phi tuyến tính (tương ứng).