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變?nèi)荻O管 又名:可變電抗二極管

變?nèi)荻O管(Varactor Diodes)又稱"可變電抗二極管"。是一種利用PN結(jié)電容(勢壘電容)與其反向偏置電壓Vr的依賴關系及原理制成的二極管。

主要參量

  主要參量是:零偏結(jié)電容、零偏壓優(yōu)值、反向擊穿電壓、中心反向偏壓、標稱電容、電容變化范圍(以皮法為單位)以及截止頻率等。

作用特點

  1、變?nèi)荻O管的作用是利用PN結(jié)之間電容可變的原理制成的半導體器件,在高頻調(diào)諧、通信電路中作可變電容器使用。

  變?nèi)荻O管屬于反偏壓二極管,改變其PN結(jié)上的反向偏壓,即可改變PN結(jié)電容量。反向偏壓越高,結(jié)電容則越少,反向偏壓與結(jié)電容之間的關系是非線性的。
 

  2、變?nèi)荻O管的電容值與反向偏壓值的關系:

  (a) 反向偏壓增加,造成電容減少;

  (b) 反向偏壓減少,造成電容增加。

  電容誤差范圍是一個規(guī)定的變?nèi)荻O管的電容量范圍。數(shù)據(jù)表將顯示最小值、標稱值及最大值,這些經(jīng)常繪在圖上。

工作原理

  變?nèi)荻O管(Varactor Diodes)為特殊二極管的一種。當外加順向偏壓時,有大量電流產(chǎn)生,PN(正負極)結(jié)的耗盡區(qū)變窄,電容變大,產(chǎn)生擴散電容效應;當外加反向偏壓時,則會產(chǎn)生過渡電容效應。但因加順向偏壓時會有漏電流的產(chǎn)生,所以在應用上均供給反向偏壓。

  變?nèi)荻O管也稱為壓控變?nèi)萜?,是根?jù)所提供的電壓變化而改變結(jié)電容的半導體。也就是說,作為可變電容器,可以被應用于FM調(diào)諧器及TV調(diào)諧器等諧振電路和FM調(diào)制電路中。

  其實我們可以把它看成一個PN結(jié),我們想,如果在PN結(jié)上加一個反向電壓V(變?nèi)荻O管是反向來用的),則N型半導體內(nèi)的電子被引向正極,P型半導體內(nèi)的空穴被引向負極,然后形成既沒有電子也沒有空穴的耗盡層,該耗盡層的寬度我們設為d,隨著反向電壓V的變化而變化。如此一來,反向電壓V增大,則耗盡層d變寬,二極管的電容量C就減少(根據(jù)C=kS/d),而反向電壓減小,則耗盡層寬d變窄,二極管的電容量變大。反向電壓V的改變引起耗盡層的變化,從而改變了壓控變?nèi)萜鞯慕Y(jié)容量C。達到了目的。

  變?nèi)荻O管是利用PN結(jié)之間電容可變的原理制成的半導體器件,在高頻調(diào)諧、通信等電路中作可變電容器使用。

  變?nèi)荻O管有玻璃外殼封裝(玻封)、塑料封裝(塑封)、金屬外殼封裝(金封)和無引線表面封裝等多種封裝形式。通常,中小功率的變?nèi)荻O管采用玻封、塑封或表面封裝,而功率較大的變?nèi)荻O管多采用金封。常用變?nèi)荻O管參數(shù)。

用途材料

常見用途

  材料多為硅或砷化鎵單晶,并采用外延工藝技術。反偏電壓愈大,則結(jié)電容愈小。變?nèi)荻O管具有與襯底材料電阻率有關的串聯(lián)電阻。對于不同用途,應選用不同C和Vr特性的變?nèi)荻O管,如有專用于諧振電路調(diào)諧的電調(diào)變?nèi)荻O管、適用于參放的參放變?nèi)荻O管以及用于固體功率源中倍頻、移相的功率階躍變?nèi)荻O管等。

  用于自動頻率控制(AFC)和調(diào)諧用的小功率二極管稱變?nèi)荻O管。通過施加反向電壓, 使其PN結(jié)的靜電容量發(fā)生變化。因此,被使用于自動頻率控制、掃描振蕩、調(diào)頻和調(diào)諧等用途。通常,雖然是采用硅的擴散型二極管,但是也可采用合金擴散型、外延結(jié)合型、雙重擴散型等特殊制作的二極管,因為這些二極管對于電壓而言,其靜電容量的變化率特別大。結(jié)電容隨反向電壓VR變化,取代可變電容,用作調(diào)諧回路、振蕩電路、鎖相環(huán)路,常用于電視機高頻頭的頻道轉(zhuǎn)換和調(diào)諧電路,多以硅材料制作。

用于調(diào)諧電路

  如下圖所示,改變不同的R2 ,二極管(D)的反向電壓被改變,這會引起二極管的電容量改變。因此改變諧振頻率其中的變?nèi)荻O管就可調(diào)出并聯(lián)諧振帶通濾波器中所需電容量的全部變化范圍。


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