Что такое варакторный диод?

Что такое варактор?

Варактор — это диод, емкость которого можно изменять путем подачи обратного напряжения.

Их также называют диодами переменной емкости или варикапами. Обычно при подаче обратного напряжения на PN-переход диода обедненный слой, представляющий собой область без носителей, таких как электроны и дырки, ведет себя как конденсатор.

Варактор активно использует свойство, при котором емкость, действующая как конденсатор, изменяется в зависимости от величины приложенного напряжения.

Применение варакторов

Варакторы используются в электронных компонентах, таких как электронные схемы настройки и генераторы, управляемые напряжением (ГУН). Электронные схемы настройки и генераторы, управляемые напряжением (ГУН), используются в устройствах, принимающих радиоволны, таких как радиоприемники, телевизоры, телекоммуникационное оборудование и устройства мобильной связи, такие как смартфоны.

Для того, чтобы эти устройства принимали сигналы на определенных частотах, емкость конденсаторов в приемнике и значение импеданса катушки должны быть отрегулированы. Для этой цели используются варакторные диоды, емкость которых может управляться напряжением.

Принцип варакторных диодов

Принцип работы варакторного диода заключается в использовании в качестве емкости свободного от носителей заряда обедненного слоя, который создается при подаче обратного напряжения на PN-переход диода. Также активно используется та характеристика, что значение емкости зависит от значения обратного напряжения. В обычном диоде прямой ток течет при подаче напряжения смещения в прямом направлении, а при подаче напряжения смещения в обратном направлении ток не течет.

При приложении напряжения в противоположном направлении дырки перемещаются из полупроводниковой части P-типа в электрод, а электроны перемещаются из полупроводниковой части N-типа в электрод, образуя обедненный слой без носителей в части PN-перехода. Поскольку в обедненном слое нет заряда, а заряд генерируется с обеих сторон обедненного слоя, диод ведет себя как конденсатор.

Если абсолютное значение приложенного напряжения в обратном направлении велико, толщина обедненного слоя увеличивается на эту величину, что приводит к меньшей эквивалентной емкости. Варакторный диод — это диод, емкость которого изменяется при изменении значения приложенного обратного напряжения. Эта характеристика изменения емкости эффективно используется.

Другая информация о варакторных диодах

1. LC-резонансная цепь с использованием варакторных диодов

Поскольку значение емкости варакторного диода можно изменять с помощью приложенного напряжения смещения, можно сформировать LC-резонансную цепь с индуктором и настроить ее резонансную частоту.

Используя LC-резонансный контур, который может изменяться в зависимости от значения напряжения, например, генератор, управляемый напряжением (ГУН), включает резонансный контур в генераторе Колпитца.

Генератор, управляемый напряжением (ГУН), является частью PLL (Phased Lock Loop), которая является схемой регулировки частоты для мобильной связи. Это очень важная схема для приложений сотовой связи между базовыми станциями и мобильными терминалами. В качестве схемы настройки LC-резонансный контур также используется в приложениях FM-модуляции, таких как радио.

2. Этимология и напряжение пробоя варакторов и варикапов

Слово «варикап» в фразе «варикап» означает «переменный реактор», что означает переменное реактивное сопротивление, а в случае варакторных диодов оно конкретно относится к емкостному переменному реактивному сопротивлению. Варикап, с другой стороны, является аббревиатурой от «переменный конденсатор» и буквально означает переменную емкость.

Хотя и варактор, и варикап являются аббревиатурами для переменной емкости, следует отметить, что смещение диода на обратной стороне, где емкость может изменяться, также имеет напряжение пробоя (напряжение пробоя). Внимательно проверьте электрические характеристики варакторного диода, который вы планируете использовать, и используйте напряжение в пределах применимого диапазона обратной стороны.

Напряжение пробоя (напряжение пробоя) также называется напряжением Зенера, и диоды, которые активно используют эту область, также называются диодами Зенера. Стабилитроны часто используются в схемах защиты для предотвращения подачи перенапряжений на схему устройства или в схемах для генерации постоянного напряжения.