变容二极管是一个反向偏见的pn结二极管,他的电容可以用电变化。结果是二极管也被称为可变二极管、调谐二极管、电压可变电容二极管、参数二极管和可变电容二极管。
这是众所周知的操作pn结取决于所应用的偏置,在特性上可以是正向或反向的。在正向偏置的情况下,p-n结耗尽区的跨度随着电压的增加而减小。
另一方面,耗尽区域的宽度可以看到随着应用的增加而增加电压对于反向偏差情况。
在这种情况下pn结可以认为是类似于a电容器(图1)其中p和n层代表电容的两个板,而耗尽区作为一个介质分离他们。
因此,可以将计算平行板电容器电容的公式应用到变容二极管.
因此,变容二极管电容的数学表达式为
在那里,
Cj为结的总电容。
ε是介电常数半导体材料。
a是结的横截面积。
D是耗尽区宽度。
此外,给出了电容和反向偏置电压之间的关系
在那里,
Cj是变容二极管的电容。
C是变容二极管无偏置时的电容。
K是常数,通常认为是1。
Vb是位垒势。
VR是应用的反向电压。
M是与材料有关的常数。
此外,电路等效为a变容二极管其符号如图2所示。
这表明电路的最大工作频率取决于串联电阻(R年代)和二极管电容,其数学表达式为
此外,质量因素变容二极管的特性由下面的方程给出
式中,F、F分别为截止频率和工作频率。
结果,我们可以得出这样的结论:电容的变容二极管可以变化不同的反向偏压的大小不同的耗尽区宽度,d。也很明显的电容方程d c。这意味着结电容成反比的变容二极管由于反向偏置电压(VR),如图3所示。同时,值得注意的是,尽管所有二极管都表现出相似的特性,但变容二极管是专门制造的,以达到这一目的。换句话说,变容二极管的制造意图是获得一个确定的C-V曲线,这可以通过在制造过程中控制掺杂水平来实现。基于此,变容二极管可分为两种类型,即突变变容二极管和超突变变容二极管pn结二极管是线性或非线性掺杂(分别的)。
这些变容二极管与其他二极管相比,具有体积小、经济、可靠和不易产生噪声的优点。因此,它们被用于
- 调谐电路取代老式的可变电容调谐调频收音机
- 小遥控电路
- 用于自动调整的接收器或发射器的罐电路,如电视
- 信号调制和解调。
- 微波倍频器作为LC谐振电路的一个组成部分
- 极低噪声微波参数放大器
- AFC电路
- 调整桥接电路
- 可调带通滤波器
- 电压控制的振荡器配装)
- 射频相移
- 频率因子