Варикап диод: Принцип работы и область применения варикапов — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Варикап.

В современной электронике появляется всё больше электронных компонентов управляемых напряжением. Это связано с активным развитием цифровой техники. Ранее электронная аппаратура управлялась всевозможными ручками регулировки, кнопками, многопозиционными переключателями, т.е. руками.

Цифровая техника избавила нас от этого, а взамен дала возможность управлять и настраивать устройства посредством кнопок и экранного меню. Всё это было бы невозможно без электронных компонентов, управляемых напряжением. К одному из таких электронных компонентов можно отнести варикап.

Варикап – это полупроводниковый диод, который изменяет свою ёмкость пропорционально величине приложенного обратного напряжения от единиц до сотен пикофарад. Так изображается варикап на принципиальной схеме.

Как видим, его изображение очень напоминает условное изображение полупроводникового диода. И это не случайно. Дело в том, что p-n переход любого диода обладает так называемой барьерной ёмкостью. Сама по себе барьерная ёмкость перехода для диода нежелательна. Но и этот недостаток смогли использовать. В результате был разработан варикап – некий гибрид диода и переменного конденсатора, ёмкость которого можно менять с помощью напряжения.

Как известно, при подаче обратного напряжения на диод, он закрыт и не пропускает электрический ток. В таком случае p-n переход выполняет роль своеобразного изолятора, толщина которого зависит от величины обратного напряжения (U_обр). Меняя величину обратного напряжения (U_обр), мы меняем толщину перехода – этого самого изолятора. А поскольку электрическая ёмкость C зависит от площади обкладок, в данном случае площади p-n перехода, и расстояния между обкладками – толщины перехода, то появляется возможность менять ёмкость p-n перехода с помощью напряжения. Это ещё называют электронной настройкой.

На варикап прикладывают обратное напряжение, что изменяет величину ёмкости барьера p-n перехода.

Отметим, что барьерная ёмкость есть у всех полупроводниковых диодов, и она уменьшается по мере увеличения обратного напряжения на диоде. Но вот у варикапов эта ёмкость может меняться в достаточно широких пределах, в 3 – 5 раз и более.

Положительные качества варикапа.

У варикапов очень маленькие потери электрической энергии и малый ТКЕ (температурный коэффициент ёмкости) поэтому их с успехом применяют даже на очень высоких частотах, где ёмкость конденсатора измеряется долями пикофарад. Это очень важно, так как если бы ёмкость варикапа была нестабильна из-за утечек (потери электрической энергии) и температуры (ТКЕ), то частота колебательного контура «уходила» и «гуляла», т.е. менялась. А это недопустимо! Познакомьтесь с колебательным контуром, и вы сразу поймёте насколько это важно.

Как работает варикап?

На рисунке показана типовая схема управления варикапом.

R2 – переменный резистор. С помощью винта по рабочей поверхности этого резистора перемещается ползунок, который плавно изменяет сопротивление, а, соответственно, и величину обратного напряжения (U_обр), подаваемого на варикап. Конденсатор С1 препятствует попаданию на индуктивность L1 постоянного напряжения.

Постоянный резистор R1 уменьшает шунтирующее действие резистора R2 на контур, что позволяет сохранить резонансные свойства контура. Как видим, ёмкость варикапа входит в состав колебательного контура. Меняя ёмкость варикапа, мы изменяем параметры колебательного контура и, следовательно, частоту его настройки. Так реализуется электронная настройка.

В современных цветных телевизорах есть такая функция – автонастройка (автопоиск) телеканалов. Нажимаем на кнопку, и весь диапазон сканируется на предмет наличия вещательных программ – телеканалов. Так вот этой функции просто бы не существовало, если бы не было варикапа.

В телевизоре управляющей схемой формируется плавно меняющееся напряжение настройки, которое и подаётся на варикап. За счёт этого меняются параметры колебательного контура приёмника (тюнера) и он настраивается на тот или иной телеканал. Затем происходит запоминание напряжения настройки на каждый из найденных телеканалов, и мы можем переключаться на любой из них, когда захотим.

Кроме обычных варикапов очень часто используют сдвоенные и строенные варикапы с общим катодом. Вот такой вид они имеют на принципиальных схемах.

Они используются, как правило, в радиоприёмных устройствах, где необходимо одновременно перестраивать входной контур и гетеродин с помощью одного потенциометра. Имеются так же обычные сборки, когда в одном корпусе размещается несколько варикапов электрически не связанные между собой.

Параметры варикапов.

Несмотря на то, что варикап разработан на базе диода, это всё-таки конденсатор и именно параметры, связанные с ёмкостью и являются основными. Вот лишь некоторые из них:

Максимальное обратное постоянное напряжение (U_{обр. max.}). Измеряется в вольтах (В). Это максимальное напряжение, которое можно подавать на варикап. Напомним, что ёмкость варикапа уменьшается при увеличении обратного напряжения на нём.
Номинальная ёмкость варикапа (С_В). Это ёмкость варикапа при фиксированном обратном напряжении. Поскольку варикапы выпускаются на различные значения ёмкости, начиная от долей пикофарады и до сотен пикофарад, то их ёмкость измеряют, подавая определённую величину обратного напряжения на варикап. Оно может быть равным 4 и более вольтам, и, как правило, указывается в справочных данных.
Также может указываться минимальная и максимальная ёмкость варикапа (C
min и C_maх). Это связано с тем, что параметры выпускаемых варикапов могут несколько отличаться. Поэтому в справочных данных указывают минимально- и максимально- возможную ёмкость варикапа при фиксированном обратном напряжении (U_обр). Это и есть C_max и C_min.
У импортных варикапов обычно указывается только одна величина C_d (или C_д) – ёмкость варикапа при обратном напряжении, близком к максимальному. Например, для импортного варикапа BB133 ёмкость C_d = 2,6 pF (пФ) при обратном напряжении V_R = 28V.
Коэффициент перекрытия по ёмкости (К_с

). Этот параметр показывает отношение максимальной ёмкости варикапа к минимальной. Считается так:

Например, для отечественного варикапа КВ109А коэффициент перекрытия Кс равен 5,5. Ёмкость при U_обр = 25 В составляет 2,8 пФ (Это – C_min). Так как диапазон обратного напряжения для варикапа КВ109А составляет 3 – 25 вольт, то используя формулу, можно узнать ёмкость этого варикапа при обратном напряжении в 3 вольта. Оно составит 15,4 пФ.(Это – C_max).

В документации на импортные варикапы так же указывается коэффициент перекрытия. Он называется capacitance ratio

Как видим, берётся ёмкость варикапа при обратном напряжении в 0,5V и в 28V. Так как ёмкость варикапа уменьшается при увеличении обратного напряжения на нём, то становиться ясно, что эта формула расчёта аналогична той, что применяется для расчёта Кс.

Все остальные параметры можно считать несущественными. В некоторых случаях необходимо обратить внимание на граничную частоту, но это не столь важно, поскольку варикапы уверенно работают во всём радио и телевизионном диапазоне.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Варикап диод — frwiki.wiki

Символическое изображение варикап-диода

Несколько конфигураций варикап-диода

Варикап диод (от англа емкости переменного ), также называемый варакторной (аббревиатурой переменного реактора ) или переменная емкость диодом представляет собой тип диода , который имеет особенность себя как конденсатор , чье значение емкости изменяется с обратным напряжением , приложенными к его терминалы. Этот диод можно рассматривать как конденсатор переменной емкости. Этот тип диодов часто используется в радиочастотных (RF) сборках, но также и для приложений с очень высокими частотами.

Резюме

1 Операция
2 использования
3 приложения
- 3.1 Связанные статьи
- 3.2 Библиография
- 3.3 Внешние ссылки

Операция

Когда варикап-диод имеет обратное смещение (направление блокировки), он работает как конденсатор, емкость которого регулируется в соответствии с (отрицательным) напряжением, приложенным к диоду.

Это происходит в результате изменения зоны выхода (или зоны пространственного заряда

) в зависимости от напряжения на выводах диода, поскольку изменение ширины этой зоны вызывает изменение емкости диода. Обычно ширина зоны обеднения пропорциональна квадратному корню из приложенного напряжения, а емкость обратно пропорциональна этой ширине. Таким образом, емкость диода обратно пропорциональна квадратному корню из приложенного напряжения.

Все диоды обладают более или менее этим свойством, но диоды варикапа оптимизированы для получения желаемой емкости и ее хорошей изменчивости, тогда как в обычном диоде емкость снижена до максимума.

Однако не все варикап-диоды являются диодами . В технологии CMOS варикапы могут быть сформированы аналогично NMOS- транзисторам , то есть с сильно положительно легированной областью (P +), помещенной внутри слабо отрицательно легированной области (

NWELL ). Этот тип варикапа имеет емкость, аналогичную емкости транзисторов NMOS; они содержат сильно отрицательно легированную зону (N +), расположенную внутри слабо положительно легированной зоны ( PWELL ), чтобы сформировать PN-переход .

Использует

Диоды варикапа используются в схемах настройки радиоприемников , телевизоров или даже генераторов, управляемых напряжением (ГУН). Они позволяют изменять емкость цепи настройки и, следовательно, ее резонансную частоту , изменяя управляющее напряжение, подаваемое на диод (которое исходит от потенциометра, обычно подключенного между положительным полюсом и отрицательным полюсом питания).

В супергетеродинных приемниках они используются как в цепи настройки входного каскада, так и в цепи настройки гетеродина.

На смену конденсаторам переменной емкости постепенно пришли варикапы :

они намного меньше,
они дешевле,
они не изнашиваются (в отличие от переменного конденсатора, который изнашивается при перемещении лопастей).

Они позволяют изготавливать приемники с цифровым дисплеем: управляющее напряжение поступает от цифро-аналогового преобразования выбранной частоты.

У них есть небольшой недостаток: для охвата широкого диапазона частот, например диапазона FM (88–108 МГц), им требуется большое изменение напряжения (обычно 28 В). Чтобы получить это напряжение от напряжения питания приемника (часто 9 или 12 В), можно использовать преобразователь накачки заряда .

Приложения

Статьи по Теме

Диод

Библиография

(ru) Кеннет Э. Мортенсон , Диоды переменной емкости: работа и характеристика варакторных, накопительных и PIN-диодов для ВЧ- и СВЧ-приложений , Дедхэм, Массачусетс: Artech House,1974 г. , 126 с. ( ISBN 978-0-89006-015-5 , LCCN 74189395 )
(ru) Пол Пенфилд и Роберт П. Рафуз , Varactor Applications , MIT Press ,1962 г., 637 с. ( ISBN 978-0-262-16007-0 )

Внешние ссылки

(ru) Сайт Radio-electronics.com, Варактор / варикап диод , консультация 7 апреля 2010 г.

Диоды
Наконечник диода Диод Шоттки Светодиод Стабилитрон Transil диод Фотодиод Лазерный диод Диод Ганна PIN-диод Варикап диод Туннельный диод Вакуумный диод Диод на парах ртути Diac

<img src=»//fr.

wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1×1″ alt=»» title=»»>

Варикапы | Основы электроакустики

Варикапы

Варикап – это полупроводниковый диод, действие которого основано на использовании зависимости емкости от обратного напряжения. При подаче на диод обратного напряжения изменяется ширина p-n перехода, а следовательно, изменяется величина барьерной емкости. Таким образом, имеется возможность изменять емкость электрическим способом. Основной характеристикой варикапа является зависимость его емкости от обратного напряжения – вольт-фарадная характеристика. На рис.4.18 а, б показаны схематическое изображение варикапа и его вольт-фарадная характеристика.

Основными параметрами варикапов являются:

общая емкость СОБЩ
коэффициент перекрытия по емкости КПЕР
добротность Q
постоянный обратный ток IОБР.П
постоянное обратное напряжение UОБР.П
рассеиваемая мощность PРАС

Рис. 4.18. Схематическое изображение варикапа (а) и его вольт-фарадная характеристика (б)

Варикапы широко используются для электронной настройки колебательных контуров радиоприемных устройств и средств связи (рис.4.19).

Рис.4.19. Схема включения варикапа для электронной настройки

Варикап VD1 через разделительный конденсатор C2 подключается параллельно конденсатору С1 колебательного контура. Изменяя напряжение на выходе цифро-аналогового преобразователя, можно менять емкость диода и общую емкость контура, тем самым изменяя частоту резонанса контура и его настройку.

Варикапы применяют в основном в тех устройствах где требуется изменение емкости. Наиболее частое применение у варикапов- это использование их в качестве регулируемых конденсаторов в колебательных контурах. Изменяя приложенное к нему напряжение можно управлять емкостью варикапа и следовательно менять резонансную частоту колебательного контура. Поэтому варикапы чаще всего применяют в радиоприемных устройствах: тюнерах телевизоров или радиоприемников. P-n переход любого диода обладает так называемой барьерной ёмкостью. Сама по себе барьерная ёмкость перехода для диода нежелательна. Но и этот недостаток смогли использовать. В результате был разработан варикап — некий гибрид диода и переменного конденсатора, ёмкость которого можно менять с помощью напряжения. Как известно, при подаче обратного напряжения на диод, он закрыт и не пропускает электрический ток. В таком случае p-n переход выполняет роль своеобразного изолятора, толщина которого зависит от величины обратного напряжения (Uобр). Меняя величину обратного напряжения (Uобр), мы меняем толщину перехода – этого самого изолятора. А поскольку электрическая ёмкость C зависит от площади обкладок, в данном случае площади p-n перехода, и расстояния между обкладками – толщины перехода, то появляется возможность менять ёмкость p-n перехода с помощью напряжения. Это ещё называют электронной настройкой. На варикап прикладывают обратное напряжение, что изменяет величину ёмкости барьера p-n перехода. Отметим, что барьерная ёмкость есть у всех полупроводниковых диодов, и она уменьшается по мере увеличения обратного напряжения на диоде. Но вот у варикапов эта ёмкость может меняться в достаточно широких пределах, в 3 – 5 раз и более.

Несмотря на то, что варикап разработан на базе диода, это всё-таки конденсатор и именно параметры, связанные с ёмкостью и являются основными. Вот лишь некоторые из них:

Максимальное обратное постоянное напряжение (Uобр. max.). Измеряется в вольтах (В). Это максимальное напряжение, которое можно подавать на варикап. Напомним, что ёмкость варикапа уменьшается при увеличении обратного напряжения на нём.
Номинальная ёмкость варикапа (СВ). Это ёмкость варикапа при фиксированном обратном напряжении. Поскольку варикапы выпускаются на различные значения ёмкости, начиная от долей пикофарады и до сотен пикофарад, то их ёмкость змеряют, подавая определённую величину обратного напряжения на варикап. Оно может быть равным 4 и более вольтам, и, как правило, указывается в справочных данных.

Также может указываться минимальная и максимальная ёмкость варикапа (Cmin и Cmaх). Это связано с тем, что параметры выпускаемых варикапов могут несколько отличаться. Поэтому в справочных данных указывают минимально- и максимально- возможную ёмкость варикапа при фиксированном обратном напряжении (Uобр). Это и есть Cmax и Cmin. У импортных варикапов обычно указывается только одна величина Cd (или Cд) – ёмкость варикапа при обратном напряжении, близком к максимальному. Например, для импортного варикапа BB133 ёмкость Cd = 2,6 pF (пФ) при обратном напряжении VR = 28 V. Коэффициент перекрытия по ёмкости (Кс). Этот параметр показывает отношение максимальной ёмкости варикапа к минимальной. Например, для отечественного варикапа КВ109А коэффициент перекрытия Кс равен 5,5. Ёмкость при Uобр = 25 В составляет 2,8 пФ (Это — Cmin). Так как диапазон обратного напряжения для варикапа КВ109А составляет 3 – 25 вольт, то используя формулу, можно узнать ёмкость этого варикапа при обратном напряжении в 3 вольта. Оно составит 15,4 пФ.(Это -Cmax).

В документации на импортные варикапы так же указывается коэффициент перекрытия. Он называется capacitance ratio. Как видим, берётся ёмкость варикапа при обратном напряжении в 0,5 V и в 28 V. Так как ёмкость варикапа уменьшается при увеличении обратного напряжения на нём, то становиться ясно, что эта формула расчёта аналогична той, что применяется для расчёта Кс. Все остальные параметры можно считать несущественными. В некоторых случаях необходимо обратить внимание на граничную частоту, но это не столь важно, поскольку варикапы уверенно работают во всём радио и телевизионном диапазоне.

Варикапы | Интеграл

Обозначение	Аналог	Cв, пФ	Кс	Uобр, В	Iобр, мкА	Q min	Корпус	Диапазон температур
КВ121БТ9	ВВ909	4,3. ..6,0	7,6	30	0,5	150	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ121В	ВВ909	4,3…6,0	7,6	30	0,02	240	КД-17	-60 +100 °С
КВ121ВГ	ВВ909	4,3…6,0	7,6	30	0,02	240	КД-17	-60 +100 °С
КВ121ВТ	ВВ909	4,3. ..6,0	7,6	30	0,02	240	КД-17	-60 +100 °С
КВ121В9	ВВ909	4,3…6,0	7,6	30	0,02	240	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ121ВГ9	ВВ909	4,3…6,0	7,6	30	0,02	240	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ121ВТ9	ВВ909	4,3. ..6,0	7,6	30	0,02	240	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ122А	ВВ240	2,24…2,74	4,0…5,5	30	0,2	450	КД-17	-60 +100 °С
КВ122АГ	ВВ240	2,24…2,74	4,0. ..5,5	30	0,2	450	КД-17	-60 +100 °С
КВ122АТ	ВВ240	2,24…2,74	4,0…5,5	30	0,2	450	КД-17	-60 +100 °С
КВ122А9	ВВ240	2,24…2,74	4,0…5,5	30	0,2	450	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ122АГ9	ВВ240	2,24. ..2,74	4,0…5,5	30	0,2	450	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ122АТ9	ВВ240	2,24…2,74	4,0…5,5	30	0,2	450	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ122Б	ВВ240	2,0…2,3	4,5. ..6,5	30	0,02	450	КД-17	-60 +100 °С
КВ122БГ	ВВ240	2,0…2,3	4,5…6,5	30	0,02	450	КД-17	-60 +100 °С
КВ122БТ	ВВ240	2,0…2,3	4,5…6,5	30	0,02	450	КД-17	-60 +100 °С
КВ122Б9	ВВ240	2,0. ..2,3	4,5…6,5	30	0,02	450	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ122БГ9	ВВ240	2,0…2,3	4,5…6,5	30	0,02	450	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ122БТ9	ВВ240	2,0…2,3	4,5. ..6,5	30	0,02	450	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ122В	ВВ240	1,9…3,1	4,0…6,0	30	0,2	300	КД-17	-60 +100 °С
КВ122ВГ	ВВ240	1,9…3,1	4,0…6,0	30	0,2	300	КД-17	-60 +100 °С
КВ122ВТ	ВВ240	1,9. ..3,1	4,0…6,0	30	0,2	300	КД-17	-60 +100 °С
КВ122В9	ВВ240	1,9…3,1	4,0…6,0	30	0,2	300	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ122ВГ9	ВВ240	1,9…3,1	4,0. ..6,0	30	0,2	300	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ122ВТ9	ВВ240	1,9…3,1	4,0…6,0	30	0,2	300	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ131А2	ВВ112	440…530	18	14	0,25	130	КТ-26	-60 +100 °С
КВ131АР2	ВВ112	440. ..530	18	14	0,25	130	КТ-26	-60 +100 °С
КВ131АТ2	ВВ112	440…530	18	14	0,25	130	КТ-26	-60 +100 °С
КВ134А1		18…22	3	23	0,05	400	КТ-26	-60 +100 °С
КВ134АР1		18. ..22	3	23	0,05	400	КТ-26	-60 +100 °С
КВ134АТ1		18…22	3	23	0,05	400	КТ-26	-60 +100 °С
КВ152А	BB505B	1,85…2,25	7,7. ..9,4	30	0,02	480	КД-3	-60 +100 °С
КВ153А9	ВВ515	1,85…2,25	8,0…9,6	30	0,02	400	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ153Б9	ВВ515	1,80…2,60	7,6…10,0	30	0,02	360	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ153БТ9	ВВ515	1,80. ..2,60	7,6…10,0	30	0,02	360	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ153БП9	ВВ515	1,80…2,60	7,6…10,0	30	0,02	360	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ109А	ВВ417	2,24…2,74	4,0. ..5,5	28	0,5	300	КД-17	-60 +100 °С
КВ109АГ	ВВ417	2,24…2,74	4,0…5,5	28	0,5	300	КД-17	-60 +100 °С
КВ109АТ	ВВ417	2,24…2,74	4,0…5,5	28	0,5	300	КД-17	-60 +100 °С
КВ109А9	ВВ417	2,24. ..2,74	4,0…5,5	28	0,5	300	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ109АГ9	ВВ417	2,24…2,74	4,0…5,5	28	0,5	300	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ109АТ9	ВВ417	2,24…2,74	4,0. ..5,5	28	0,5	300	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ109Б	ВВ417	2,0…2,3	4,5…6,5	28	0,5	300	КД-17	-60 +100 °С
КВ109БГ	ВВ417	2,0…2,3	4,5…6,5	28	0,5	300	КД-17	-60 +100 °С
КВ109БТ	ВВ417	2,0. ..2,3	4,5…6,5	28	0,5	300	КД-17	-60 +100 °С
КВ109Б9	ВВ417	2,0…2,3	4,5…6,5	28	0,5	300	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ109БГ9	ВВ417	2,0…2,3	4,5. ..6,5	28	0,5	300	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ109БТ9	ВВ417	2,0…2,3	4,5…6,5	28	0,5	300	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ109В	ВВ417	1,9…3,1	4,0…6,0	28	0,5	160	КД-17	-60 +100 °С
КВ109ВГ	ВВ417	1,9. ..3,1	4,0…6,0	28	0,5	160	КД-17	-60 +100 °С
КВ109ВТ	ВВ417	1,9…3,1	4,0…6,0	28	0,5	160	КД-17	-60 +100 °С
КВ109В9	ВВ417	1,9…3,1	4,0. ..6,0	28	0,5	160	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ109ВГ9	ВВ417	1,9…3,1	4,0…6,0	28	0,5	160	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ109ВТ9	ВВ417	1,9…3,1	4,0…6,0	28	0,5	160	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ109Г	ВВ417	8,0. ..17,0	4	28	0,5	160	КД-17	-60 +100 °С
КВ109Г9	ВВ417	8,0…17,0	4	28	0,5	160	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ109Д	ВВ417	7,0…16,0	2	28	0,5	30	КД-17	-60 +100 °С
КВ109Д9	ВВ417	7,0. ..16,0	2	28	0,5	30	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ109Е	ВВ417	2,0…2,3	4,5…6,0	28	0,02	450	КД-17	-60 +100 °С
КВ109ЕГ	ВВ417	2,0…2,3	4,5. ..6,0	28	0,02	450	КД-17	-60 +100 °С
КВ109ЕТ	ВВ417	2,0…2,3	4,5…6,0	28	0,02	450	КД-17	-60 +100 °С
КВ109Е9	ВВ417	2,0…2,3	4,5…6,0	28	0,02	450	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ109ЕГ9	ВВ417	2,0. ..2,3	4,5…6,0	28	0,02	450	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ109ЕТ9	ВВ417	2,0…2,3	4,5…6,0	28	0,02	450	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ109Ж	ВВ417	1,8…2,8	4,0. ..6,0	28	0,02	300	КД-17	-60 +100 °С
КВ109ЖГ	ВВ417	1,8…2,8	4,0…6,0	28	0,02	300	КД-17	-60 +100 °С
КВ109ЖТ	ВВ417	1,8…2,8	4,0…6,0	28	0,02	300	КД-17	-60 +100 °С
КВ109Ж9	ВВ417	1,8. ..2,8	4,0…6,0	28	0,02	300	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ109ЖГ9	ВВ417	1,8…2,8	4,0…6,0	28	0,02	300	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ109ЖТ9	ВВ417	1,8…2,8	4,0. ..6,0	28	0,02	300	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ121А	ВВ909	4,3…6,0	7,6	30	0,5	200	КД-17	-60 +100 °С
КВ121АГ	ВВ909	4,3…6,0	7,6	30	0,5	200	КД-17	-60 +100 °С
КВ121АТ	ВВ909	4,3. ..6,0	7,6	30	0,5	200	КД-17	-60 +100 °С
КВ121А9	ВВ909	4,3…6,0	7,6	30	0,5	200	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ121АГ9	ВВ909	4,3…6,0	7,6	30	0,5	200	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ121АТ9	ВВ909	4,3. ..6,0	7,6	30	0,5	200	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ121Б	ВВ909	4,3…6,0	7,6	30	0,5	150	КД-17	-60 +100 °С
КВ121БГ	ВВ909	4,3…6,0	7,6	30	0,5	150	КД-17	-60 +100 °С
КВ121БТ	ВВ909	4,3. ..6,0	7,6	30	0,5	150	КД-17	-60 +100 °С
КВ121Б9	ВВ909	4,3…6,0	7,6	30	0,5	150	КТ-46A	-60 +100 °С
КВ121БГ9	ВВ909	4,3…6,0	7,6	30	0,5	150	КТ-46A	-60 +100 °С

что это какое, применение, маркировка (обозначение )и способы проверки

Содержание:

Варикап – это одна из разновидностей полупроводниковых диодов. Главным его свойством является барьерная емкость при приложении к ней так называемой обратного напряжения. Минусовой полюс подключается в этом случае к плюсовому выходу самого варикапа. Когда подается управляющее напряжение, допусти низкочастотный сигнал, он приводит изменение в величине того самого обратного тока на обоих электродах варикапа.

Используются эти радиодетали при построении схем модуляторов в роли переменной емкости, которая управляется электрическим путем, а не механическим. В статье будут описаны все тонкости устройства варикапов, где они используются и для чего. Также по данной теме содержится видеоролик и подробная статья.

Варикап: вид сверху и снизу.

Что представляет собой варикап

Представленный компонент является полупроводниковым диодом. Его работа основана на применении зависимости между емкостью и обратным напряжением. Важными показателями варикапа считаются добротность, рассеиваемая мощность, общая емкость и коэффициент перекрытия по ней, постоянный обратный ток и напряжение.

При помощи таких элементов производится электронная настройка контуров колебательного типа в радиоприемных устройствах и средствах связи. Для использования их опций в схему обязательно включается обратное напряжение. При его подаче на диод происходит изменение величины емкости барьера. Она может варьироваться в широких пределах, что отличает варикап от компонентов со схожими функциями.

Обозначение варикапа на схеме

Преимущества применения варикапов

Эти элементы используются там, где нужно изменять емкость. Чаще всего они встречаются в схемах приборов, принимающих радиосигналы. Сюда относятся телевизионные тюнеры и традиционные радиоприемники. Наиболее ярким примером действия варикапа является опция «автопоиск каналов», давно ставшая обязательной в современных телевизорах. Разрабатываются варикапы на основании диодов, но по сути они являются конденсаторами. Их основными положительными качествами выступают:

низкий уровень потерь электроэнергии;
незначительный коэффициент температурной емкости;
небольшая стоимость;
надежность и продолжительный срок службы.

На практике весьма успешно диоды КВ используются на предельно высоких частотах, в условиях, где емкость конденсатора достигает долей пикофарад. Благодаря им удается избежать изменений частоты колебательного контура, что недопустимо для оборудования. Существует несколько видов варикапов. Таблица с полной справочной информацией по ним представлена ниже:

Таблица основных параметров варикапов.

Помимо обычных компонентов, выпускаются сдвоенные, а также строенные аналоги, которые соединены одним катодом. Найти можно и классические сборки. Это корпуса с несколькими варикапами, отличающиеся отсутствием электрической связи.

Варикап.

Номинальная емкость

Номинальная емкость варикапа представляет его барьерную емкость при заданном напряжении смещения. На основании зависимости барьерной емкости от приложенного к выводам варикапа обратного напряжения строится так называемая вольт-фарадная характеристика варикапа, имеющая участок, форма которого близка к линейной. Для того чтобы варикап работал именно на этом участке характеристики, на его электроды следует подать исходное напряжение смещения, величина которого определяет положение рабочей точки варикапа, то есть его номинальную барьерную емкость.

[stextbox id=’info’]Под коэффициентом перекрытия по емкости в рабочем интервале напряжений понимается отношение общих емкостей варикапа при двух заданных значениях обратного напряжения. Обычно определение данного коэффициента производится для емкостей в рабочем интервале напряжений, то есть коэффициент перекрытия по емкости представляет собой отношение максимальной и минимальной емкостей варикапа.[/stextbox]

Значение максимальной рабочей частоты определяет граничную частоту, при превышении которой основные параметры варикапа перестают соответствовать паспортным данным. Добротность конденсатора, роль которого выполняет варикап, рассчитывается как отношение реактивного сопротивления на заданной частоте к сопротивлению потерь при заданной емкости варикапа или обратном напряжении.

Особого внимания заслуживает температурный коэффициент варикапа, который характеризует зависимость величины его емкости от температуры окружающей среды. Помимо указанных параметров при выборе варикапа для каскада модуляции миниатюрного радиопередатчика следует обратить внимание на такие параметры, как максимальная рассеиваемая мощность, максимально допустимое обратное постоянное напряжение, а также постоянный обратный ток при этом напряжении.

Материал по теме: Что такое реле контроля.

Основные схемы включения варикапа

Одним из основных способов осуществления модуляции в транзисторных микропередатчиках является воздействие модулирующего НЧ-сигнала на параметры селективного элемента ВЧ-генератора. Селективный элемент обычно представляет собой резонансный контур, образованный параллельно включенными катушкой индуктивности и конденсатором.

Изменение параметров входящей в состав контура катушки индуктивности в миниатюрных радиопередатчиках довольно затруднительно, поскольку соответствующие схемотехнические решения весьма сложны, а их реализация трудоемка. В то же время применение варикапа, доступного и дешевого полупроводникового элемента, емкость которого можно изменять, непосредственно подавая на его выводы модулирующее напряжение, значительно упрощает решение задачи. Поэтому схемотехнические решения модуляторов на варикапах, обеспечивающие частотную модуляцию ЧМ-сигнала с весьма приемлемыми параметрами, пользуются особой популярностью.

В транзисторных LC-генераторах варикап в качестве элемента с емкостным характером комплексного сопротивления может быть подключен к резонансному контуру как параллельно, так и последовательно. Упрощенные принципиальные схемы включения варикапа параллельно резонансному контуру (без цепей формирования напряжения смещения варикапа) приведены на рис. 4.1. Отличительной особенностью схемотехнического решения, изображенного на рис. 4.1б, является включение варикапа вместо конденсатора параллельного резонансного контура.

При разработке модулятора на варикапе не следует забывать о том, что для функционирования этого полупроводникового прибора в штатном режиме на его выводы следует подавать напряжение смещения определенной величины. Поэтому в состав модулирующего каскада необходимо включить соответствующую цепь формирования напряжения смещения варикапа. Такая цепь в миниатюрных транзисторных передатчиках обычно выполняется на резисторах.

Параллельный колебательный контур образован катушкой индуктивности L1 и емкостью варикапа VD1. Резонансная частота контура может изменяться при изменении величины обратного напряжения на варикапе, которое зависит от положения движка потенциометра R2. Для того чтобы уменьшить шунтирующее влияние потенциометра R2 на добротность контура, в цепь включен резистор R1, имеющий сравнительно большое сопротивление. Также в состав цепи включен разделительный конденсатор С1, без которого варикап VD1 оказался бы замкнут накоротко через катушку L1.

Схема строения варикапа.

Аналогичные схемы включения варикапа используются и в транзисторных трехточечных LC-генераторах. Широкое распространение получили схемотехнические решения, в которых варикап подключается параллельно катушке индуктивности (в индуктивных трехточках), а также параллельно одному из конденсаторов емкостного делителя ВЧ-генератора (в емкостных трехточках). Весьма разнообразны схемотехнические решения модуляторов с применением варикапа, предназначенные для модуляции сигнала генераторов с кварцевой стабилизацией частоты.

При создании таких конструкций приходится, с одной стороны, добиваться высокой стабильности частоты генератора с помощью кварцевого резонатора, а с другой – обеспечивать возможность изменения этой частоты по закону модулирующего сигнала. Обычно при разработке транзисторных микропередатчиков для ВЧ-генератора с кварцевой стабилизацией частоты выбираются осцилляторные схемы, в которых кварцевый резонатор используется в качестве элемента с индуктивным характером комплексного сопротивления в резонансном контуре. В этом случае варикап, как элемент с изменяемой по закону модуляции емкостью, может быть подключен как последовательно, так и параллельно кварцевому резонатору.

Варикап на схеме.

Расчет характеристик

Управляемые напряжением полупроводниковые конденсаторы переменной емкости – варикапы – приборы с сильно выраженной нелинейностью. По этой причине в цепях, где к варикапу приложено переменное напряжение относительно большой амплитуды, он способен преподнести сюрприз. По сути, варикап – это обратносмещенный полупроводниковый диод. Прямая ветвь его вольт-амперной характеристики, принципиальная для основного назначения диода (выпрямление, детектирование), для варикапа несущественна. В общем случае в качестве варикапа можно использовать (и на практике это нередко реализуют) диод и даже коллекторный или змиттерный переход биполярного транзистора.

В отличие от полупроводниковых диодов, у варикапов нормируют (и, разумеется, обеспечивают при производстве) емкость р-n перехода при определенном напряжении смещения на нем и добротность. Заметим, что добиться добротности варикапа, заметно превышающей добротность контурной катушки, непросто. Это объясняется тем, что в варикапе, как и в любом диоде, последовательно с р-n переходом всегда включено сопротивление базовой области полупроводника, а параллельно – эквивалентное сопротивление, обусловленное обратным током через переход. Относительно низкая добротность варикапа подразумевает, в частности, необходимость учитывать ее при расчете добротности колебательного контура

Варикап.

Зависимость емкости р-n перехода от приложенного к нему обратного напряжения имеет степенной характер вида С-U-n, где значение параметра n может находиться в пределах от 0,33 до 0,5 (определяется технологией изготовления перехода). На рис. 1 показана типовая вольт-фарадная характеристика варикапа Д902, построенная в линейных координатах. Подобные характеристики можно найти в справочной литературе. Они позволяют определить емкость варикапа при различных значениях напряжения смещения.

Материал в тему: Что такое кондесатор

Однако предпочтительнее иметь дело с вольт-фарадной характеристикой варикапа, построенной в “двойном” (т. е. по обеим осям) логарифмическом масштабе. Известно, что степенная функция выглядит в таком масштабе как прямая линия, причем тангенс угла ее наклона к оси ординат численно равен показателю степени функции. На рис. 2 показан этот график для варикапа Д902. Измерив обычной линейкой стороны прямоугольного треугольника ABC, получаем для модуля показателя степени значение 0,5 (АВ/ВС). Падающий характер характеристики говорит о том, что этот показатель имеет минусовой знак. Таким образом, зависимость емкости варикапа Д902 от приложенного напряжения имеет вид С = U-0.5.

Сказанное выше относится к “классическим” варикапам. Для увеличения эффективности управления современными варикапами при их изготовлении принимают специальные технологические меры, поэтому и вольт-фарадные характеристики могут иметь уже не столь простой вид. Поскольку вольт-фарадная характеристика варикапа нелинейна, его использование в аппаратуре неизбежно приводит к появлению искажений. Немецкий радиолюбитель Ульрих Граф (DK4SX) провел измерения интермодуляционных искажений второго и третьего порядков в различных полосовых фильтрах, содержащих полупроводниковые диоды (Ulrich Graf. Intermodulation an passiven Schaltungsteilen. – CQ DL, 1996, № 3, s. 200-205). Он подавал на вход фильтра (входное сопротивление 50 Ом) два сигнала с уровнем +3 дБ (10 мВ на сопротивлении 50 Ом) и анализировал спектр выходного сигнала. Значения частоты входных сигналов Граф выбирал так, чтобы продукты интермодуляции попадали в полосу пропускания фильтра.

В одном из экспериментов в двуконтурном входном полосовом фильтре постоянные конденсаторы, входящие в колебательные контуры, были заменены варикапами. Интермодуляционные составляющие второго порядка на выходе фильтра при этом возросли по уровню на 10 дБ, а третьего – почти на 50 дБ! Иными словами, варикапы во входных цепях приемников способны ухудшить их реальную избирательность, хотя, скорее всего, они так “сработают” лишь в аппаратуре относительно высокого класса (связная техника). Впрочем, и в приемнике среднего класса интермодуляция на входном варикапе может стать существенной, если приемник эксплуатируют вблизи передающих устройств.

Есть, однако, узлы, в которых к варикапу принципиально должно быть подведено относительно большое переменное напряжение – речь идет о генераторах. Как же определить границу зоны нормальной работы варикапа в генераторе? Можно, например, измерять переменное напряжение на варикапе и сравнивать его с управляющим.

Интересно почитать: маркировка различных диодов.

Для этого необходим ВЧ вольтметр с высоким входным сопротивлением и малой входной емкостью (чтобы его подключение не изменяло режима работы генератора). Минимально допустимое управляющее напряжение на варикапе можно определить, не нарушая режима работы генератора, и с помощью частотомера. Его подключают к выходу генератора и снимают зависимость крутизны управления генератором от управляющего напряжения.

График напряжения варикапа.

Крутизна управления – зто отношение изменения частоты генератора к вызвавшему его заданному изменению управляющего напряжения – ΔF/ΔU. При полном включении варикапа в контур крутизна может, например, быть описана степенной функцией (по крайней мере, для Д902), показатель которой зависит от вида вольт-фарадной характеристики варикапа. Вспомним (см. выше), что такая функция, если ее построить в “двойном” логарифмическом масштабе, представляет собой прямую линию.

[stextbox id=’info’]Если варикап начнет выходить из нормального режима работы, характер зависимости крутизны от управляющего напряжения изменится. Это справедливо и в более общем случае, когда варикап включен в контур не полностью или его вольт-фарадная характеристика – не степенная функция.[/stextbox]

Поскольку вольт-фарадная характеристика нелинейна, измерения следует вести в определенной последовательности. Установив некоторое управляющее напряжение Uynp, определяют частоту генератора Fr. Затем сначала уменьшают зто напряжение до Uyпр – ΔUynp, а потом увеличивают до Uynp + ΔUynp и считывают по табло частотомера соответствующие значения частоты Fr1 и Fr2.

График напряжения варикапа.

Крутизну управления при управляющем напряжении Uyпр рассчитывают по формуле ΔF/ΔU = (Fr2-Fr1)/2ΔUynp. Абсолютное значение изменения напряжения ΔUyпp должно быть минимальным, но таким, при котором можно надежно фиксировать изменение частоты генератора. Затем устанавливают другое значение управляющего напряжения Uупр и повторяют измерения. Такая методика уменьшает влияние нелинейности вольт-фарадной характеристики варикапа на точность измерения крутизны управления. Результаты измерений крутизны управления частотой генератора с полным включением варикапа в контур (см. рис. 3) представлены на рис. 5. Видно, что при управляющем напряжении на варикапе ниже 3,5 В он выходит из нормального режима. Иначе говоря, для указанного генератора это напряжение и будет критическим.

При дальнейшем уменьшении управляющего напряжения наклон кривой может вообще изменить свой знак! Происходит это из-за уже упоминавшегося выпрямления высокочастотного напряжения, приложенного к варикапу. Выпрямленное напряжение вычитается из управляющего и начинает преобладать над ним. Если описанная ситуация произойдет, например, с гетеродином вашего приемника, будет чему удивляться. Представьте себе – при вращении в одну и ту же сторону ручки переменного резистора “Настройка” частота приема сначала изменяется в одном направлении, затем практически перестает изменяться, а потом может пойти обратно.

Различные варикапы.

Сфера использования

В настоящее время в транзисторных микропередатчиках и радиомикрофонах широкое распространение получили схемотехнические решения модуляторов, в которых в процессе модуляции в соответствии с мгновенным значением уровня модулирующего сигнала изменяются параметры и режимы работы активного элемента ВЧ-генератора, то есть биполярного или полевого транзистора.

Отдельную группу составляют схемы модуляторов с использованием варикапов, изменение емкости которых по закону модулирующего сигнала приводит к соответствующему изменению параметров селективного элемента, то есть резонансного контура. В связи с ограниченным объемом данной книги в следующих разделах будут рассмотрены лишь некоторые из наиболее популярных схемотехнических решений модуляторов ВЧ-сигнала LC-генераторов, применяемые при разработке миниатюрных транзисторных радиопередающих устройств.

Заключение

В данной статье описаны все особенности строения и использования варикапа. Более подробно об этом можно узнать в статье Что такое варикап. В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.diagram.com.ua

www.arsenal-info.ru

www.nvkurs.ru

www.know-house.ru

ПолупроводникиЧто такое эффект Ганна и при чем здесь диоды

ПолупроводникиЧто такое Диод Зенера

Технические характеристики варикапов КВ101 — АВ151

Варикап — полупроводниковый диод, работа которого основана на зависимости барьерной ёмкости p-n-перехода от приложенного к нему обратного напряжения и, по сути, является гибридом диода и переменного конденсатора с управляемой напряжением ёмкостью.
Обычно варикапы изготавливаются по планарно-эпитаксиальной технологии, позволяющей оптимизировать электрические параметры прибора.

Варикапы применяются для перестройки частоты генераторов, управляемых напряжением, в синтезаторах частоты и генераторах качающейся частоты, для настройки частотноизбирательных цепей, в системах автоматической подстройки частоты радиоприёмных устройств, в параметрических усилителях, умножителях частоты, фазовращателях, управляемых напряжением и т.д.

Промышленностью выпускаются варикапы как в виде дискретных компонентов (например, варикапы производства СССР и России, КВ105, КВ109, КВ110, КВ114, КВ144, КВ149), так и в виде варикапных сборок (например, КВС111).

Условные обозначения электрических параметров, характеризующих свойства варикапов:

Cв/Uоб	ёмкость варикапа (Cв) и напряжение на нем (Uоб), при котором она измеряется. Приводятся минимальное и максимальное значения.
Kc(U1-U2)	коэффициент перекрытия по ёмкости варикапа (отношение максимальной и минимальной ёмкости, измеряемой при двух заданных напряжениях).
ТКЕ	температурный коэффициент изменения ёмкости варикапа.
Q(U/F)	добротность варикапа. Измеряется на определённой частоте (F) и при определённом напряжении на варикапе (U) или при его заданной ёмкости.
Io/Uо	обратный ток варикапа (Iо) при определённом обратном напряжении (Uо).
Uоб	максимально допустимое постоянное обратное напряжение на варикапе.

Диод	Cв /Uоб пФ / В	Kс(U1-U2) (В)	ТКЕ* 1000 (U)	Q( U/F ) ( В/МГц) [пФ/МГц]	Iо/Uо мкА/В	Uоб В	Кор- пус
КВ101А	160-240/0.8	1.2-		12(0.8/10)	1/4	4	68
КВ102А КВ102Б КВ102В КВ102Г КВ102Д 2В102Е 2В102Ж	14-23 /4 19-30 /4 25-40 /4 19-30 /4 19-30 /4 25-37 /4 19-28 /4	2. 5- 2.5- 2.5- 2.5- 3.5- 2.1- 2.1-		40( 4/50) 40( 4/50) 40( 4/50) 100( 4/50) 40( 4/50) 100( 4/50) 50( 4/50)	1/45 1/45 1/45 1/45 1/80 1/45 1/80	45 45 45 45 80 45 80	58 58 58 58 58 58 58
КВ103А КВ103Б	18-32 /4 28-48 /4			50( 4/50) 40( 4/50)	10/80 10/80	80 80	8 8
КВ104А КВ104Б КВ104В КВ104Г КВ104Д КВ104Е	90-120/4 106-144/4 128-192/4 95-143/4 128-192/4 95-143/4	2. 5- 2.5- 2.5- 3.5- 3.5- 2.5-		100( 4/10) 100( 4/10) 100( 4/10) 100( 4/10) 100( 4/10) 150( 4/10)	5/45 5/45 5/45 5/80 5/80 5/45	45 45 45 80 80 45	58 58 58 58 58 58
КВ105А КВ105Б	400-600/4 400-600/4	3.8- (4-90) 3.0- (4-50)	0.5/4 0.5/4	500( 4/1 ) 500( 4/1 )	30/90 30/50	90 50	5 5
КВ106А КВ106Б	20-50 /4 15-35 /4	— —		40( 4/50) 60( 4/50)	20/120 20/90	120 90	8 8
КВ107А КВ107Б КВ107В КВ107Г	10-40 / 10-40 / 30-65 / 30-65 /	1. 5- 1.5- 1.5- 1.5-		20( /10) 20( /10) 20( /10) 20( /10)	100/ 100/ 100/ 100/	6-16 -31 6-16 -31	83 83 83 83
КВ109А КВ109Б КВ109В КВ109Г КВ109Е КВ109Ж	2.3-2.8/25 2.0-2.3/25 8.0-16 /3 8.0-17 /3 2.0-2.3/25 1.8-2.8/25	4.0-5.5(3-25) 4.5-6.5(3-25) 4.0-6.0(3-25) 4.0- (3-25) 4.5-6.0(3-25) 4.0-6.0(3-25)		300( 3/50) 300( 3/50) 160( 3/50) 160( 3/50) 450( 3/50) 300( 3/50)	0.5/25 0.5/25 0.5/25 0.5/25 0.02/25 0.5/25	28 28 28 28 28 28	30 30 30 30 30 30
2В110А 2В110Б 2В110В 2В110Г 2В110Д 2В110Е 2В110Ж	12. 0-28.0/4 14.4-21.6/4 17.6-26.4/4 12.0-28.0/4 14.4-21.6/4 17.6-26.4/4 32.0-30.0/4	2.5- 2.5- 2.5- 2.5- 2.5- 2.5- 2.5-3.0		300( 4/50) 300( 4/50) 300( 4/50) 150( 4/50) 150( 4/50) 150( 4/50) 300( 4/50)	1/45 1/45 1/45 1/45 1/45 1/45 1/45	45 45 45 45 45 45 45	1 1 1 1 1 1 1
КВС111А КВС111Б	19.7-36.3/4 19.7-36.3/4	2.1- (4-30) 2.1- (4-30)	0.5/ 0.5/	200( 4/50) 150( 4/50)	1/30 1/30	30 30	27 27
КВ112А КВ112Б 2В112Б9	9. 6-14.4/4 12.0-18.0/4 12.0-18.0/4	1.8- (4-25) 1.8- (4-25) 1.8- (4-25)	0.5/4 0.5/4 —	200( 4/50) 200( 4/50) 200( 4/50)	1/25 1/25 1/25	25 25 25	70 70 55
КВ113А КВ113Б	54.4-81.6/4 54.4-81.6/4	4.4- 4.4-	0.5/4 0.5/4	300( 4/10) 300( 4/10)	10/135 10/100	150 115	67 67
КВ114А1 КВ114А1	54.4-81.6/4 54.4-81.6/4	4.4- (4-135) 3.9- (4-100)	0. 5/4 0.5/4	300( 4/10) 300( 4/10)	10/135 10/100	150 115	70 70
КВ115А КВ115Б КВ115В	100-700/0 100-700/0 100-700/0	— — —			0.1/ 0.05/ 0.01/	0.1 0.1 0.1	42 42 42
КВ116А1 2В116Б1 2В116В1	168-252/1 168-210/1 195-252/1	18- (1-10) 18- (1-10) 18- (1-10)	2.0/4 2.0/4 2.0/4	100( 1/1 ) 200( 1/1 ) 200( 1/1 )	1/10 1/12 1/12	10 12 12	71 71 71
КВ117А КВ117Б	26. 4-39.6/3 26.4-39.6/3	5-7 (3-25) 4-7 (3-25)	0.6/3 0.6/3	180( 3/50) 150( 3/50)	1/25 1/25	25 25	1 1
2ВС118А 2ВС118Б	54.4-81.6/4 54.4-81.6/4	3.6-4.4(4-Uом) 2.7-3.3(4-Uом)		200[55/10] 250[55/10]	1/100 1/50	115 60	66 66
КВ119А	168-252/1	18- (1-10)	2.0/4	100( 1/1 )	1/10	12	1
КВС120А КВС120Б КВС120А1	230-320/1 230-320/1 230-320/1	20- (1-30) 20- (1-30) 20- (1-30)		100( 1/1 ) 100( 1/1 ) 100( 1/1 )	0. 5/30 0.5/30 0.5/30	32 32 32	69 69
КВ121А КВ121Б	4.3-6.0/25 4.3-6.0/25	7.6- (1.5-25) 7.6- (1.5-25)	— 0.8/4	200[27/50] 150[27/50]	0.5/28 0.5/28	30 30	30 30
КВ122А КВ122Б КВ122В	2.3-2.8/25 2.0-2.3/25 1.9-3.1/25	4.0-5.5 (3-25) 4.5-6.5 (3-25) 4.0-6.0 (3-25)	0.8/3 0.8/3 0.8/3	450[ 9/50] 450[ 9/50] 300[ 9/50]	0.2/28 0.2/28 0.2/28	30 30 30	30 30 30
КВ122А9 КВ122АГ9 КВ122АТ9 КВ122Б9 КВ122БГ9 КВ122БТ9 КВ122В9 КВ122ВГ9 КВ122ВТ9 КВ122Г9	2. 3-2.8/25 2.3-2.8/25 2.3-2.8/25 2.0-2.3/25 2.0-2.3/25 2.0-2.3/25 1.9-3.1/25 1.9-3.1/25 1.9-3.1/25 2.3-2.8/25	4.0-5.5 (3-25) 4.0-5.5 4.0-5.5 4.5-6.5 (3-25) 4.5-6.5 4.5-6.5 4.0-6.0 (3-25) 4.0-6.0 4.0-6.0 4.0-5.5 (3-25)	0.8/3 — — 0.8/3 — — 0.8/3 — — —	450[ 9/50] 450[ 9/50] 450[ 9/50] 450[ 9/50] 450[ 9/50] 450[ 9/50] 300[ 9/50] 300[ 9/50] 300[ 9/50] 450[ /50]	0.05/28 0.05 0.05 0.02/28 0.02/28 0.02/28 0.05/28 0.05 0.05 0.05/28	30 30 30 30 30 30 30 30 30 30	55 55 55 55 55 55 55 55 55 55
КВ123А КВ123АГ	2. 6-3.8/25 2.6-3.8/25	6.8- (3-25) 6.8-	0.8/3	250[12/50] 250[12/50]	0.05/28 0.05/25	28 28	30 30
2В124А 2В124Б 2В124А9	24.3-29.7/3 9.0-11.0/3 24.3-29.7/3	4.7-6.7 (3-25) 4 -6.5 (3-25) 4.7-6.7 (3-25)	— — 0.5/4	200[25/50] 250[25/50] 200[25/50]	0.5/25 0.5/25 0.5/25	28 30 28	30 30 55
2В125А	24-36 /1 2.9-4.3/12	5.6-12. (1-12)		150[10/50]	0. 5/12	14	30
КВ126А5	2.6-3.8/25	6.8- (3-25)	0.8/4	200[12/50]	0.5/25	28
КВ127А КВ127Б КВ127В КВ127Г	230-280/1 260-320/1 230-260/1 230-320/1	20- (1-30) 20- (1-30) 20- (1-30) 20- (1-30)		140( 1/1 ) 140( 1/1 ) 140( 1/1 ) 100( 1/1 )	0.5/30 0.5/30 0.05/32 0.5/30	30 30 32 30	30 30 30 30
КВ128А КВ128АК	22-28 /1 22-28 /1	1. 9- (1-9 ) 1.9- (1-9 )	0.8/4 —	300[20/50] 300[20/50]	0.05/10 0.05/10	12 12	33 33
КВ129А	7.2-11 /3	4- 5.5	0.8/	50[ 9/50]	0.5/8	28	33
КВ130А КВ130А9 КВ130АГ9 КВ130АТ9	3.7-4.5/28 3.7-4.5/28 3.7-4.5/28 3.7-4.5/28	12 — (1-28) 12 -18 (1-28) 12 -18 (1-28) 12 -18 (1-28)	— 0.8/3 — —	300( /50) 300[12/50] 300[12/50] 300[12/50]	0. 05/ 0.05/ 0.05/ 0.05/	28 28 28 28	30 55 55 55
КВ131А	440-530/1	18 — (1-8.5)	2.0/1	130( 1/1 )	0.05/10	14	71
КВ132А КВ132АГ КВ132АР КВ132АТ	26.4-39.6/2 26.4-39.6/2 26.4-39.6/2 26.4-39.6/2	3.5-4.4 (2-5 ) 3.5- (2-5 ) 3.5- (2-5 ) 3.5- (2-5 )	2.0/2 2.0/2 — —	300(4/500) 300(4/50 ) 300(4/50 ) 300(4/50 )	0.05/5 0.05/5 0.05/5 0.05/5	12 12 12 12	30 30 30 30
2В133А	120-180 /4	8- (4-27)		100[120/10	1/27	32	30
КВ134А	18-22 /1	3 — (1-10)		400(4/500)	0. 05/10	23	30
КВ134А9	18-22 /1 -6 /10	3 -3.9 (1-10)		400(4/500)	0.05/10	25	55
КВ134АТ9	18-22 /1 -6 /10	3 — (1-10)		400(4/500)	0.05/10	25	55
КВ135А	486-594/1 -30/10	16.2- (1-10)		150( 1/1 )	0.5/10	13	73
КВ136А КВ136Б	17-19/4 20-24/4	2. 6-3.1 (2-30) 2.6-3.2 (2-30)	0.4/4 0.4/4	500( 4/50) 500( 4/50)	0.02/25 0.02/25	30 30	1 1
КВ138А КВ138Б	14-18/2 17-21/2	3.5-4.8 (2-5 ) 3.5-4.8 (2-5 )	0.8/2 0.8/2	200( 3/50) 200( 3/50)	0.05/5 0.05/5	12 12	30 30
КВ139А КВ139АГ КВ139АР КВ139АТ	500-620/1 500-620/1 500-620/1 500-620/1	18-25 (1-5 ) 18-25 (1-5 ) 18-25 (1-5 ) 18-25 (1-5 )	0. 8/1 — — —	160[500/1] 160[500/1] 160[500/1] 160[500/1]	0.5/12 0.5/ 0.5/ 0.5/	16 16 16 16	39 39 39 39
КВ140А1 КВ140Б1	170-210/1 195-240/1	18- (1-10) 18- (1-10)	0.8/1 0.8/1	200( 1/1 ) 200( 1/1 )	0.5/10 0.5/10	15 15	71 71
2В141А6	5.4-6.6/8	3- (1-8 )	0.8/		0.2/14	16
КВ142А КВ142АГ КВ142АР КВ142АТ КВ142Б КВ142БГ КВ142БР КВ142БТ	230-260/1 230-260/1 230-260/1 230-260/1 250-320/1 250-320/1 250-320/1 250-320/1	19-25 (1-30) 19-25 (1-30) 19-25 (1-30) 19-25 (1-30) 19-25 (1-30) 19-25 (1-30) 19-25 (1-30) 19-25 (1-30)	0. 4/1 — — — 0.4/1 — — —	300[200/1] 300[200/1] 300[200/1] 300[200/1] 300[200/1] 300[200/1] 300[200/1] 300[200/1]	0.05/32 0.05/ 0.05/ 0.05/ 0.05/32 0.05/ 0.05/ 0.05/	32 32 32 32 32 32 32 32	30 30 30 30 30 30 30 30
2В143А 2В143Б 2В143В	24.3-29.7/3 24.3-29.7/3 24.3-29.7/3	3.2-4.1 (3-15) 3.8-4.8 (3-15) 4.9-6.5 (3-25)		400( /50) 400( /50) 350( /50)	0.05/15 0.05/15 0.05/25	18 18 28	33 33 33
КВ144А	2. 6-3.0/25 31.0- /1	12-15 (1-28)		110[30/50]	0.01	32	—
КВ144А1	2.6-3.0/25 31.0- /1	12-15 (1-28)		100[30/50]	0.02	32	30
КВ144АГ	2.6-3.0/25 31.0- /1	12-15 (1-28)		110[30/50]	0.01	32	95
КВ144АТ	2.6-3.0/25 31.0- /1	12-15 (1-28)		110[30/50]	0. 01	32	95
КВ144Б	2.8-3.2/25 33.5- /1	12-15 (1-28)		110[30/50]	0.01	32	95
КВ144Б1	2.8-3.2/25 33.5- /1	12-15 (1-28)		100[30/50]	0.02	32	30
КВ144БГ	2.6-3.0/25 31.0- /1	12-15 (1-28)		110[30/50]	0.01	32	95
КВ144БТ	2. 6-3.0/25 31.0- /1	12-15 (1-28)		110[30/50]	0.01	32	95
КВ144В	-3.0/25 31.0- /1	12-15 (1-28)		90[30/50]	0.01	32	95
КВ144В1	-3.0/25 31.0- /1	12-15 (1-28)		90[30/50]	0.01	32	30
КВ144Г	-3.2/25 33.0- /1	12-15 (1-28)		90[30/50]	0. 01	32	95
КВ144Г1	-3.2/25 33.0- /1	12-15 (1-28)		90[30/50]	0.01	32	30
КВ146А	10- 16/10	2.4- (0-10)		100( 4/50)	0.05	32	77
КВ147А КВ147Б	85-105/4 95-115/4	2.8-3.5 (4- ) 2.8-3.5 (4- )		65( 4/50) 65( 4/50)	5 5	50 50
КВ149А1 КВ149Б1 КВ149В1	1. 9-2.4/28 1.8-2.4/28 2.2-2.7/28	7.7-9.4 (1- ) 7.5-9.5 (1- ) 7.0-9.0 (1- )		450( /50) 350( /50) 450( /50)	0.02 0.02 0.02	30 30 30	30 30 30
АВ151А5	0.75+-10%/ /25	8- (1.5-25)		50(/1000) 1000( /50)		27

2В110, КВ117, КВ119, КВ136	КВ105	КВ103, КВ106
КВС111	КВ109, КВ121, КВ122, КВ123, КВ124А,Б, 2В125, КВ127, КВ130А, КВ132, 2В133, КВ134, КВ138, КВ142, КВ144А1, КВ144Б1, КВ144В1, КВ144Г1, КВ149	КВ128, КВ129, 2В143
КВ139	КВ115	КВ122, 2В124А9, КВ130А9, АГ9, КВ130АТ9, КВ134А9, АТ9
КВ102, КВ104	2ВС118	КВ113
КВ101	КВС120	КВ112А,Б, КВ114
КВ116, КВ131, КВ140	КВ135	КВ146
КВ107	КВ144АГ,АТ, КВ144Б,БГ,БТ, КВ144В,Г, КВ144Г

Цветовая маркировка корпусов варикапов:

Варикап	Цветовая маркировка
КВ101А	полярность обозначается точкой со стороны анода
2В102 КВ102	полярность обозначается желтой точкой со стороны анода полярность обозначается белой точкой со стороны анода
2В104 КВ104А	полярность обозначается белой точкой со стороны анода полярность обозначается оранжевой точкой со стороны анода
КВ109А 109Б 109В	полярность обозначается белой точкой со стороны анода полярность обозначается красной точкой со стороны анода полярность обозначается зеленой точкой со стороны анода
КВС111А 111Б	маркируется белой точкой маркируется оранжевой точкой
2В112Б9	полярность обозначается белой точкой со стороны анода
2В113А 113Б КВ113А 113Б	полярность обозначается белой точкой со стороны анода полярность обозначается оранжевой точкой со стороны анода полярность обозначается желтой точкой со стороны анода полярность обозначается зеленой точкой со стороны анода
КВ121А 121Б	тип обозначается синей точкой или полосой, полярность обозначается выпуклой точкой со стороны катода тип обозначается желтой точкой или полосой, полярность обозначается выпуклой точкой со стороны катода
КВ122А 122Б 122В КВ122А9	маркируется оранжевой точкой, полярность обозначается выпуклой точкой со стороны катода маркируется фиолетовой точкой, полярность обозначается выпуклой точкой со стороны катода маркируется коричневой точкой, полярность обозначается выпуклой точкой со стороны катода тип и полярность обозначаются оранжевой точкой со стороны анода
КВ123А	маркируется белой полосой со стороны анода, полярность обозначается выпуклой точкой со стороны катода
2В124А 124Б 2В124А9	полярность обозначается выпуклой точкой со стороны катода, тип обозначается зеленой точкой со стороны анода тип обозначается зеленой точкой со стороны катода тип обозначается зеленой точкой со стороны анода
2В125А	полярность обозначается выпуклой точкой со стороны катода, тип обозначается белой точкой со стороны анода
КВ127А 127Б 127В 127Г	тип обозначается белой краской со стороны катода полярность обозначается выпуклой точкой со стороны катода тип обозначается красной краской со стороны катода полярность обозначается выпуклой точкой со стороны катода тип обозначается желтой краской со стороны катода полярность обозначается выпуклой точкой со стороны катода тип обозначается зеленой краской со стороны катода полярность обозначается выпуклой точкой со стороны катода
КВ128А	тип и полярность обозначаются красной точкой со стороны анода
КВ129А	тип и полярность обозначаются черной точкой со стороны анода
КВ130А КВ130А9	маркируются красной точкой со стороны катода тип и полярность обозначаются оранжевой точкой со стороны анода
КВ131А	тип и полярность обозначаются красной точкой со стороны анода
КВ132А	тип обозначается белой точкой со стороны катода
2В133А	полярность обозначается выпуклой точкой со стороны катода, тип обозначается красной точкой со стороны катода
КВ134А КВ134А9	тип обозначается белой (желтой?) точкой со стороны катода полярность обозначается выпуклой точкой со стороны катода тип и полярность обозначаются желтой точкой со стороны анода
КВ135А	тип и полярность обозначаются белой точкой со стороны анода
КВ138А 138Б	две белые точки две красные точки
КВ142А 142Б	полярность обозначается выпуклой точкой со стороны катода тип обозначается белой точкой со стороны анода полярность обозначается выпуклой точкой со стороны катода тип обозначается красной точкой со стороны анода
2В143А 143Б 143В	маркируется белой точкой со стороны катода маркируется красной точкой со стороны катода маркируется желтой точкой со стороны катода
КВ146А	тип и полярность обозначаются желтым кольцом со стороны катода
КВ149А	тип и полярность обозначаются оранжевым кольцом со стороны катода
КВ149Б	тип и полярность обозначаются двумя оранжевыми кольцами со стороны катода
КВ149В	тип и полярность обозначаются двумя белыми кольцами со стороны катода

Как работают варакторы (варикапы) диоды

Варакторный диод, также называемый варикапом, VVC (емкость, регулируемая напряжением, или подстроечный диод), представляет собой тип полупроводникового диода, который имеет переменную емкость, зависящую от напряжения, на его p-n переходе, когда устройство с обратным смещением

Обратное смещение в основном означает, что на диод действует противоположное напряжение, то есть положительное напряжение на катоде и отрицательное на аноде

Принцип работы варакторного диода зависит от существующей емкости на p-n переход диода, пока он находится в режиме обратного смещения. 0003

В этом состоянии мы обнаруживаем, что область непокрытых зарядов устанавливается поперек p-n сторон перехода, что вместе приводит к обедненной области поперек перехода.

Эта область истощения устанавливает ширину истощения в устройстве, обозначенную как Wd.

Переход емкости из-за объясненных выше изолированных непокрытых зарядов через p-n переход можно определить по формуле:

CT = ε. А/Вд

, где ε — диэлектрическая проницаемость полупроводниковых материалов, A — площадь перехода p-n , а W d — ширина обеднения.

Содержание

Основную работу варикапа или варикапа можно понять с помощью следующего пояснения: устройства, что, в свою очередь, приводит к уменьшению его переходной емкости.

На следующем рисунке показана типичная характеристика варакторного диода.

Мы можем видеть резкое начальное падение CT в ответ на увеличение потенциала обратного смещения. Обычно диапазон приложенного напряжения обратного смещения VR для емкостного диода с регулируемым напряжением ограничен 20 В. / (ВТ + ВР) ⁿ

В этой формуле K — константа, определяемая типом используемого полупроводникового материала и его конструкцией.

VT — это потенциал колена , как описано ниже:

VR — величина потенциала обратного смещения, приложенного к устройству.

n может иметь значение 1/2 для варикапов с переходом из сплава и 1/3 для диодов с диффузным переходом.

При отсутствии напряжения смещения или при нулевом напряжении смещения емкость C(0) как функцию VR можно выразить с помощью следующей формулы.

CT(VR) = C(0) / (1 + |VR/VT|) ⁿ

Эквивалентная схема варикапа

Стандартные символы (b) и эквивалентная приблизительная схема (a ) варикапа представлено на следующем изображении:

На правом рисунке показана приблизительная схема моделирования варикапа.

Поскольку диод находится в области с обратным смещением, сопротивление эквивалентной схемы RR оказывается значительно большим (около 1 МОм), в то время как геометрическое значение сопротивления Rs довольно мало. Значение CT может варьироваться от 2 до 100 пФ в зависимости от типа используемого варикапа.

Чтобы значение RR было достаточно большим, чтобы ток утечки был минимальным, для варикапа обычно выбирается кремниевый материал.

Поскольку предполагается, что варикапный диод будет специально использоваться в приложениях с чрезвычайно высокими частотами, индуктивность LS нельзя игнорировать, даже если она может показаться небольшой в наногенри.

Влияние этой малой на вид индуктивности может быть весьма значительным и может быть доказано с помощью следующего расчета реактивного сопротивления.

XL = 2πfL. Представим, что частота 10 ГГц и LS = 1 нГн будут генерировать в XLS = 2πfL = (6,28)(10 ¹⁰ Гц)( 10 ^-9 F) = 62,8 Ом. Это выглядит слишком большим, и, несомненно, именно поэтому варикапные диоды имеют строгое ограничение по частоте.

Если предположить, что диапазон частот подходящий, а значения RS, XLS низкие по сравнению с другими последовательными элементами, указанную выше эквивалентную схему можно было бы просто заменить переменным конденсатором.

Описание технического описания варикапа или варакторного диода

Полное техническое описание типичного варикапа можно изучить по следующему рисунку: применяется с обратным потенциалом смещения от 3 до 25 В. Отношение помогает нам быстро получить справку об уровне изменения емкости по отношению к приложенному обратному потенциалу смещения.

цифра Merit Q обеспечивает диапазон рассмотрения для реализации устройства для приложения, а также скорость отношения энергии, запасенной емкостным устройством за цикл, к энергии, потерянной или рассеянной за цикл.

Поскольку потеря энергии в основном рассматривается как отрицательное свойство, чем выше относительное значение коэффициента, тем лучше.

Другим аспектом в техническом описании является резонансная частота варикапа. А это определяется по формуле:

fo = 1/2π√LC

Этот коэффициент определяет область применения варикапа.

Температурный коэффициент емкости

Ссылаясь на приведенный выше график, температурный коэффициент емкости варикапного диода можно оценить по следующей формуле: на (T1 — T0), для конкретного потенциала обратного смещения.

Например, в таблице выше C0 = 29 пФ, VR = 3 В и T0 = 25 градусов Цельсия.

Используя приведенные выше данные, мы можем оценить изменение емкости варикапа, просто подставив новое значение температуры T1 и TCC из графика (0,013). Можно ожидать, что при наличии нового VR значение TCC изменится соответствующим образом. Возвращаясь к техническому описанию, мы обнаруживаем, что максимальная достигнутая частота будет равна 600 МГц.

Используя это значение частоты, реактивное сопротивление XL варикапа можно рассчитать как:

XL = 2πfL = (6,28)(600 x 10 ¹⁰ Гц) (2,5 x 10 ^-9 F) = 9,42 Ом

Результатом является величина, которая относительно мала, и ею можно пренебречь.

Применение варикапа-диода

Немногие области применения варикапа или варикапа, определяемые низкой емкостью, включают регулируемые полосовые фильтры, устройства автоматической регулировки частоты, параметрические усилители и ЧМ-модуляторы.

В приведенном ниже примере показан варикап, реализованный в схеме настройки.

Схема состоит из комбинации цепей LC-C, резонансная частота которых определяется:

fp = 1/2π√LC’T (система с высокой добротностью), имеющей уровень C’T = CT + Cc , установленный приложенным потенциалом обратного смещения VDD.

Конденсатор связи CC обеспечивает необходимую защиту от короткого замыкания L2 подаваемого напряжения смещения.

Предполагаемые частоты настроенного контура впоследствии могут быть перемещены в усилитель с высоким входным сопротивлением для дальнейшего усиления.

Варакторные диоды, подстроечные диоды, варикап, вольткап

Варакторный диод или варикап представляет собой полупроводниковый диод, емкость перехода которого значительно изменяется в зависимости от приложенного напряжения обратного смещения. Многие полупроводниковые диоды с PN-переходом сконструированы по-разному, чтобы проявлять определенные электрические свойства. Одним из таких полупроводниковых диодов является варактор или варикап. Он специально разработан для демонстрации уникальных характеристик емкости перехода. Эти диоды используются в радиочастотных схемах для настройки сигналов. Вот почему класс варакторных диодов также называют тюнерными диодами.

Пример варакторных диодов.

Следует отметить, что требуемая работа варакторного диода достигается только в условиях обратного смещения. Почему? мы узнаем позже в этой статье. В условиях обратного смещения внутренняя емкость диода значительно изменяется по отношению к приложенному обратному напряжению. Поэтому важной характеристикой варакторного диода является не напряжение-ток, а напряжение-емкость.

Что такое варактор или варикап?
Варакторный диод представляет собой полупроводниковый диод, внутренняя емкость которого изменяется в зависимости от приложенного обратного напряжения. Это управляемое напряжением устройство, которое действует как переменный полупроводниковый конденсатор. Его также называют варикапным диодом, тюнерным диодом, настроечным диодом, вольткапом или переменной емкостью по напряжению.

Варакторные диоды обозначаются на электронных схемах множеством символов. Наиболее популярные символы для обозначения варакторного диода в цепи показаны ниже.

Обозначение варикапа.

Конструкция варакторного диода
Варакторные диоды имеют очень узкую область обеднения. Это просто полупроводниковый диод со слоями p-типа и n-типа. Слой n-типа соединен с позолоченным молибденовым стержнем через меза-структуру. Это работает как катод диода. Слой p-типа соединен с другим позолоченным молибденовым стержнем через золотую проволоку. Это работает как анод диода. Очевидно, что полярность диода действительно важна, а полярность варакторного диода еще важнее, так как он должен работать, по существу, только при обратном смещении. Полярность часто указывается путем обозначения катода точкой, другой структурой свинца или полосой.

Варикап доступен как в корпусах для сквозных отверстий, так и в корпусах для поверхностного монтажа. В корпусах со сквозными отверстиями катод часто обозначается точкой или отчетливой структурой свинца. Корпуса SMD имеют катод, обозначенный точкой или полосой на одном конце. Варакторные диоды выпускаются в корпусах Transistor Outline (TO), Diode Outline (DO), Small Outline Diode (SOD) и Small Outline Transistor (SOT). В некоторых упаковках можно увидеть три клеммы, из которых нужно подключить только две. Варакторные диоды, предназначенные для работы на низких частотах, изготовлены из кремния, а для работы на высоких частотах — из арсенида галлия.

Одной из уникальных особенностей варакторных диодов является их легирование. В отличие от обычных полупроводниковых диодов (сигнальных и силовых), имеющих равномерное легирование по всему p- и n-слою, в варакторных диодах концентрация примесных атомов меньше вблизи перехода, которая постепенно увеличивается в остальной части p-слоя. тип и n-тип слоев. Этот тип легирования делается для уменьшения длины обедненной области.

Как работает варикап
Предполагается, что варикап будет работать как переменный конденсатор. Конденсатор — это электрическое устройство, которое накапливает заряд, когда на него подается напряжение. Когда напряжение меняется на противоположное, конденсатор разряжает накопленный заряд. Когда конденсатор заряжается, через него протекает ток, создавая вокруг него электростатическое поле. Когда конденсатор разряжается через нагрузку или при отрицательном цикле сигнала переменного тока, он позволяет току течь через него в обратном направлении, пока его пластины не будут электрически нейтрализованы. Емкость конденсатора — это не что иное, как мера заряда, который он может хранить относительно приложенного зарядного напряжения. Конденсатор способен накапливать заряд из-за противодействия протеканию через него тока его диэлектрической средой, расположенной между двумя проводящими поверхностями.

Диод имеет переходную и диффузионную емкости. Емкость показана диодом, потому что область обеднения не содержит свободных носителей заряда, действующих как диэлектрическая среда. Слой отрицательно заряженных ионов в материале p-типа и слой положительно заряженных ионов в материале n-типа действуют как проводящие поверхности, на которых сохраняется заряд при отсутствии смещения или приложении обратного напряжения смещения.

Варакторный диод имеет узкую область обеднения. Благодаря уникальному характеру легирования и физической структуре диода длина области обеднения резко меняется при приложении обратного напряжения смещения. Емкость или емкость накопления заряда конденсаторного устройства обратно пропорциональна расстоянию между его проводящими поверхностями и прямо пропорциональна площади проводящих поверхностей. Варакторный диод имеет большую площадь перехода и узкую область обеднения. Это достигается за счет мезаструктуры диода на катодном конце и уникальной картины легирования. В несмещенном состоянии диод имеет наибольшую емкость. В условиях обратного смещения по мере увеличения напряжения обратного смещения длина обедненной области увеличивается, а емкость перехода диода уменьшается. При прямом смещении область обеднения постепенно исчезает при прямом напряжении, и диод переходит в состояние проводимости. Итак, если варакторный диод работает как переменный конденсатор, управляемый напряжением, он должен быть подключен с обратным смещением.

Характеристики варакторных диодов
В отличие от обычных диодов, для которых наиболее важными характеристиками являются вольтамперные характеристики, для варакторных диодов наиболее важными электрическими характеристиками являются вольтамперные характеристики. Варикап рассчитан на изменение емкости в широком диапазоне по отношению к приложенному обратному напряжению. Типичный график зависимости напряжения от емкости варакторного диода показан ниже.

Вольт-емкостные характеристики варикапа

Типы варакторных диодов
Варакторные диоды классифицируются как варакторные диоды с резким перепадом напряжения и варакторные диоды сверхрезкого напряжения. В резких варакторных диодах легирование линейно увеличивается от области обеднения к выводам диода. В результате емкость почти линейно уменьшается с ростом обратного напряжения. В сверхрезких варакторных диодах легирование нелинейно увеличивается от области обеднения к выводам диода. В результате емкость изменяется экспоненциально по отношению к обратному напряжению.

Спецификация варакторного диода
Ниже приведены некоторые важные электрические характеристики варакторного диода.

Обратный ток: это обратный ток утечки варикапа через его переход при заданном обратном напряжении.
Коэффициент емкости: это отношение минимальной емкости к максимальной емкости варактора. Меньшее значение этого отношения показывает большой диапазон емкости.
Емкость диода: это минимальная емкость для указанного обратного напряжения и частоты переменного тока.
Рабочая температура перехода: это максимальный диапазон температур перехода, с которым может работать варактор.
Рассеиваемая мощность: это максимальная мощность, рассеиваемая диодом в состоянии проводимости при заданной температуре окружающей среды. Это также указывает на максимальное напряжение и ток, которые может выдержать варактор.

Преимущества варакторных диодов
Варакторные диоды имеют ряд преимуществ. Это немеханические переменные конденсаторы. Их можно легко использовать в полупроводниковой схеме. Эти маленькие и компактные. Эти диоды производят меньше шума по сравнению с другими типами диодов.

Применение варакторных диодов
Варакторные диоды используются в цепях настройки или для частотной модуляции. Вот некоторые из известных применений варикапа.

Фильтры FR
Автоматические регуляторы частоты
Высокочастотные радиоприемники
Полосовые фильтры
Генераторы, управляемые напряжением
Генераторы гармоник
Умножители частоты

Варакторный диод, каталожный номер

Ниже приведен список некоторых популярных варакторных диодов с известными характеристиками.

Рубрики: Учебные пособия, Что такое
С тегами: типы диодов, настроечные диоды, использование варакторных диодов, работа варакторных диодов, варакторные диоды, варикап, вольткап Содержание

Варакторный диод:

Варакторные диоды — это один из типов pn-перехода, в котором путем приложения обратного напряжения смещения мы изменяем внутреннюю емкость диода. Таким образом, эти диоды также известны как варикапы. Термин варикап относится к переменной емкости. Точно так же термин варактор относится к переменному реактивному сопротивлению. Варакторный диод был впервые разработан в 1961 дочерней компанией Pacific Semiconductor. Итак, в этом диоде, когда мы изменим приложенное обратное напряжение смещения, будет меняться его емкость или, другими словами, его реактивное сопротивление. Это свойство варакторного диода очень полезно во многих приложениях. В частности, когда мы хотим изменить емкость в цепи с помощью внешнего приложенного напряжения, частота цепи изменится. Итак, из-за этого свойства они используются в системах радиочастотной связи, и это символ варакторного диода.

Символ указывает на то, что это диод с p-n переходом, но в отличие от обычного выпрямительного диода он предназначен для использования в качестве конденсатора. Все диоды могут иметь переменную емкость, но производятся модификации, чтобы использовать эффект и увеличить изменение емкости. Варакторный диод более чувствителен к области обеднения.

Работа варакторного диода:

Итак, чтобы понять работу этого варакторного диода, прежде всего, мы должны знать, как мы можем изменить емкость плоского конденсатора. Таким образом, для конденсатора с плоскими пластинами емкость может быть определена как:

C = (∈A)/d

Где

A — площадь пластин, ε — диэлектрическая проницаемость диэлектрического материала, а d — расстояние между двумя пластинами или толщина диэлектрического материала. Итак, для фиксированных значений ε и A, если мы изменим расстояние между двумя пластинами или, другими словами, если мы изменим толщину диэлектрической среды, емкость конденсатора изменится. Когда мы увеличиваем расстояние между двумя пластинами, емкость уменьшается, а когда мы уменьшаем расстояние между двумя пластинами, емкость увеличивается. Точно так же, когда мы увеличиваем площадь пластин, емкость увеличивается, а когда мы уменьшаем площадь пластин, емкость уменьшается.

Итак, по той же схеме меняется емкость варикапа. Теперь, как я уже сказал, варакторный диод также является одним из видов диода с p-n переходом. Область истощения образуется на стыке, где этот материал p-типа и n-типа встречаются друг с другом. Итак, этот материал p-типа содержит избыточное количество дырок, в то время как материал n-типа содержит электроны. В Р-типе при добавлении трехвалентной примеси в кремний подразумеваются атомы, у которых валентных электронов три, а кремний состоит из четырех электронов. Когда эти два атома объединятся, они сформируют 7 электронов, поэтому будет недостаток одного электрона, из-за которого будет создана дырка. Точно так же в материале N-типа, когда добавляется пентавалентный элемент, это означает атом, который имеет 5 валентных электронов в кремнии, тогда будет один дополнительный электрон, и он будет называться материалом N-типа. Дырки в материале p-типа будут притягивать электроны в материале N-типа. Из-за чего некоторые электроны будут мигрировать из материала N-типа в материал P-типа, из-за чего будет сформирована обедненная область и область будет нейтральной.

С другой стороны, если вы видите эту обедненную область, значит, в ней нет носителей заряда. Таким образом, этот диод с p-n переходом ведет себя как конденсатор. Это означает, что здесь эти области p-типа и n-типа действуют как проводящие пластины, а область обеднения действует как диэлектрическая среда. Поскольку мы знаем, что диэлектрический материал действует как изолятор, а нейтральный атом также будет действовать как изолятор. Мы подадим обратное напряжение смещения на варакторный диод, подключив положительный вывод батареи к материалу n-типа, а отрицательный вывод — к материалу P-типа. Мы знаем, что для диода с p-n-переходом, когда мы меняем приложенное обратное напряжение смещения, изменяется ширина области обеднения, потому что положительный вывод батареи притягивает электроны, а отрицательный вывод притягивает дырки, из-за которых область обеднения будет увеличиваться. Область истощения станет толстой. Это означает, что по мере увеличения приложенного обратного напряжения смещения ширина обедненной области также будет увеличиваться, что означает, что обедненная область станет толще. Поскольку мы знаем, что когда мы увеличиваем напряжение, ширина области обеднения будет увеличиваться, поэтому мы можем сказать, что существует зависимость направления между напряжением и шириной области обеднения.

V∝ w _d

Емкость будет уменьшаться при увеличении напряжения и наоборот. Таким образом, между напряжением и емкостью будет обратная зависимость.

C= 1/V

По мере увеличения ширины обедненной области из этого уравнения можно сказать, что значение емкости будет уменьшаться. Это означает, что мы можем сказать, что эта емкость обратно пропорциональна приложенному обратному напряжению, и если мы видим точное соотношение, то оно может быть выражено следующим выражением.

C= C ₀ /(1+|V/V _f |) ⁿ

Где V — приложенное обратное напряжение смещения, а Vf — прямое или встроенное напряжение диода . И здесь это Co представляет собой емкость диода, когда он несмещен. Теперь в этом уравнении значение n зависит от профиля легирования варакторного диода. Итак, исходя из профиля легирования, различают два типа варакторных диодов. Первый — это резкий варактор, так что это профиль легирования резкого варакторного диода. Итак, как вы можете видеть, в этих областях p-типа и n-типа концентрация легирования однородна, когда значение n = 1/2 для этого типа перехода. Но на стыке происходит резкое изменение допинг-профиля.

Таким образом, обычные диоды с p-n-переходом обычно имеют этот резкий переход. С другой стороны, это профиль варакторного диода со сверхрезким скачком, и, как вы можете видеть, с обеих сторон концентрация примеси быстро уменьшается с расстоянием. Для этого типа профиля легирования значение n = 2 Таким образом, из этого выражения мы можем сказать, что для сверхрезкого перехода по мере увеличения значения этого обратного напряжения смещения будет больше изменение емкости. Итак, в общем, для нормального диода с p-n переходом, если мы увидим кривую зависимости емкости от приложенного обратного напряжения смещения, то она будет выглядеть следующим образом.

Это означает, что любой диод можно использовать в качестве переменного конденсатора. Но варакторные диоды оптимизированы и изготовлены таким образом, чтобы обеспечить большее изменение емкости при приложенном обратном напряжении смещения.

Итак, теперь посмотрим эквивалентную схему варакторного диода. Итак, если подать обратное напряжение смещения, то в этом случае эквивалентная схема варакторного диода будет выглядеть так:

Итак, здесь Rr — обратное сопротивление диода, а Rs — омическое сопротивление. Обычно значение этого обратного сопротивления измеряется в мегаомах. Потому что всякий раз, когда мы смещаем этот диод в обратном направлении, через диод будет протекать только ток утечки или обратный ток насыщения, и этот ток может быть задан этим обратным сопротивлением. Таким образом, для варакторного диода, чтобы минимизировать этот ток утечки или обратный ток насыщения, это сопротивление должно быть как можно выше. Для более низких частот эквивалентная схема варакторного диода будет такой, что:

Но всякий раз, когда он работает на высоких частотах, нам также необходимо учитывать паразитную емкость и индуктивность. Итак, это эквивалентная схема варакторного диода на высоких частотах.

Важная спецификация варакторов:

Итак, теперь давайте рассмотрим некоторые важные характеристики варакторов, которые нам необходимо учитывать при выборе диода для конкретного применения. Первыми и наиболее важными характеристиками являются диапазон емкости и коэффициент емкости. Итак, если вы видите техническое описание любого варакторного диода, то они использовали для указания значения емкости при разных напряжениях. Например, как показано в таблице данных, при изменении обратного напряжения с 1,2 В до 8 В емкость изменяется примерно с 450 пФ до 25 пФ. Итак, в основном этот параметр дает представление, в каком диапазоне мы можем изменить значение емкости для данного диода.

Второй важной характеристикой является коэффициент емкости. Отношение емкостей может быть выражено как:

C _x /C _y

Емкость может быть измерена на концах, которые являются x и y, которые представляют диапазон напряжения. Например, здесь значение x = 1,2 В, а значение y = 8 В, и оно определяет, как мы изменяем напряжение, насколько сильно может измениться значение емкости. Это означает, что если это отношение больше, то оно определяет, что при изменении напряжения значение емкости будет больше изменяться. Для сверхкрутых варакторных диодов можно добиться коэффициента более 10. В то время как для резких диодов обычно используется диапазон от 2 до 3. Так, для лучшей настраиваемости схемы, желательны большие отношения емкости. Другой характеристикой варакторного диода является обратный ток или ток утечки. Как я уже упоминал, для варакторного диода обратный ток или ток утечки должен быть как можно меньше.

Точно так же другой важной характеристикой является напряжение пробоя. Поскольку эти варакторные диоды работают в условиях обратного смещения. Таким образом, при эксплуатации трех диодов необходимо следить за тем, чтобы приложенное обратное напряжение смещения не превышало этого напряжения пробоя. Потому что, если оно превышает напряжение пробоя, варакторный диод выйдет из строя.

Еще одним важным параметром варакторного диода является добротность. Таким образом, всякий раз, когда в цепях настройки или в ВЧ-фильтрах используются варикапы, то для резкого отклика следует выбирать диоды с высокой добротностью. Это означает, что для хорошей селективности значение этой добротности должно быть как можно выше. Итак, вот некоторые рабочие параметры варакторных диодов.

Применение варакторных диодов:

Цепи настройки состоят из варакторных диодов, как я упоминал ранее. Например, как показано на рисунке, здесь в цепи настройки используется варикап.

Итак, для данной схемы настройки резонансная частота

f _r = 1/(2π √(LC’))

варакторного диода, а Cc — конденсатор связи. Емкость конденсатора можно изменить, изменив приложенное обратное напряжение смещения. Таким образом, мы можем настроить эту схему на определенную частоту.

Таким образом, эти варакторные диоды используются в FM-приемниках, а также в другом коммуникационном оборудовании, где схема должна настраиваться электронным способом. Кроме того, они используются в ВЧ-фильтрах, а также в генераторах управления напряжением. Некоторые из областей применения:

Самонастраивающиеся мостовые схемы
FM-радио и ТВ-приемник
Настройка LC-резонансного контура в умножителях СВЧ частоты
Регулируемый полосовой фильтр
Микроволновые параметрические усилители с очень низким уровнем шума

Итак, вот некоторые области применения варакторного диода.

Что такое варакторный диод?

Г.

В. Пулос

Дата последнего изменения: 13 сентября 2022 г.

Варакторный диод, чаще называемый варикапом, представляет собой полупроводниковое электронное устройство, очень близкое к стандартному диоду, но с некоторыми характеристиками, подобными конденсатору. Разница между варактором и стандартным диодом заключается в том, что стандартный диод предназначен для минимизации емкости устройства, в то время как варактор предназначен для использования и использования емкости. Варакторные диоды находят широкое применение в параметрической электронике, например, в параметрических усилителях и других схемах настройки, которые можно изменять изменением напряжения.

Все диоды состоят из двух частей из разных материалов, сплавленных вместе, с выводами, прикрепленными к каждому концу. Один материал заряжен отрицательно, его называют катодом, а другой — положительно заряжен, его называют анодом. Когда диод создается впервые, эти два материала обмениваются электронами в месте встречи, создавая область внутри диода, называемую обедненным слоем, которая не имеет предпочтительного заряда. Создание двух разных зарядов в диоде достигается добавлением отрицательно или положительно заряженного материала к матрице диода. В обычном диоде этот заряженный материал добавляется как можно более равномерно по ширине катода и анода, чтобы позволить диоду изменять состояние как можно быстрее и при как можно более низком напряжении.

Если к анодному выводу диода приложено отрицательное напряжение, потенциал отрицательного напряжения соединяется с потенциалом отрицательного катода. Как только эта сила станет достаточно сильной, чтобы перекрыть обедненный слой, она легко пройдет через положительно заряженный анод диода, и диод начнет проводить электричество. Говорят, что диод в этом состоянии имеет прямое смещение.

Когда к катоду диода прикладывается одинаковое напряжение, обедненный слой расширяется с обеих сторон анода, при этом положительный анод оказывается зажатым между двумя отрицательными силами, создавая емкостное электрическое поле внутри диода. Сначала это поле только замедляет поток электрического тока, проходящего через диод, но по мере увеличения напряжения и увеличения силы поля поле в конечном итоге становится достаточно сильным, чтобы полностью блокировать электрический ток, проходящий через диод. Говорят, что диод в этом состоянии имеет обратное смещение.

Большинство диодов рассчитаны на максимально быстрое прохождение через участок, в котором все еще протекает ток и существует емкостное электрическое поле. Однако варакторный диод предназначен для работы в пределах этой зоны. В отличие от стандартного диода, заряженный материал в варакторе добавляется в виде градиента, который изменяет силу заряда по ширине катода и анода. Слой обеднения построенного таким образом диода изменяется по ширине пропорционально приложенному к нему напряжению. В результате диод может действовать как переменный конденсатор с емкостным полем, уменьшающимся при приложении большего напряжения и увеличивающимся при меньшем приложении напряжения.

Варакторный диод можно использовать вместо более дорогого и сложного в установке устройства, такого как переменный конденсатор. Однако варакторные диоды не всегда используются просто для снижения стоимости и упрощения производственных процессов. Варакторы часто используются в таких приложениях, как телевизионные или радиотюнеры, где их возможности позволяют им очень быстро захватывать канал или частоту станции.

Использование варакторного диода в схеме настройки | Блог Advanced PCB Design

В тюнерах этих телевизоров для выбора каналов используется варикап. переключать каналы. В настоящее время все в телевизоре цифровое, но схема настройки в старом телевизоре имеет множество применений, помимо поиска мультфильмов для просмотра в субботу утром. Важным элементом схемы, обеспечивающим эту работу, является варакторный диод.

Варакторный диод имеет и другие применения помимо ТВ-тюнеров, от синтеза частоты до прецизионных ВЧ-генераторов. С помощью правильных имитационных моделей и инструментов вы можете анализировать поведение сигнала в цепях с варакторным диодом во временной области и определять наилучшие параметры настройки.

Что такое варакторный диод?

Варакторный диод представляет собой простой переменный конденсатор, который позволяет легко настраивать схемы генератора и другие схемы путем подачи напряжения. Эти диоды имеют структуру, аналогичную pn-диоду; структура варакторного диода довольно проста и иллюстрирует его мощность как компонент с нелинейным реактивным сопротивлением. Эти диоды имеют структуру p-n-n+, в которой приложенное напряжение модулирует ширину области обеднения между сторонами p и n+. При работе со слабым сигналом переменного тока, который имеет большое смещение постоянного тока, он работает почти как линейная составляющая с минимальными искажениями сигнала.

Варакторный диод работает при обратном смещении, когда приложенное напряжение изменяет ширину обедненной области. При увеличении обратного напряжения смещения ширина области обеднения также увеличивается, что приводит к уменьшению емкости. На изображении ниже показаны схематический символ и уравнение емкости для варакторного диода.

Схематическое обозначение варакторного диода и уравнение емкости.

Показатель степени в знаменателе γ аналогичен коэффициенту идеальности стандартного диода, ɸ — это встроенное напряжение диода, а C0 — емкость диода при нулевом приложенном напряжении. Эти параметры можно легко определить путем измерения емкости в зависимости от приложенного напряжения обратного смещения, если известно встроенное напряжение. Обычно это делается с использованием логарифмического графика, который будет линейной функцией log(1 + V/ɸ). Пример показан ниже для C0 = 1 пФ. На этом графике γ будет отрицательным наклоном результирующей линии, а log(C0) — точкой пересечения с осью y. Синяя кривая относится к варакторному диоду с γ = 1,25, а оранжевая кривая — к варакторному диоду с γ = 1,75.

Данные зависимости емкости от напряжения для двух варакторных диодов (синий: γ = 1,25, оранжевый: γ = 1,75).

Обратите внимание, что варакторные диоды также имеют некоторое паразитное последовательное сопротивление R, которое определяет максимальную полезную частоту, при которой применимо приведенное выше уравнение. Эта частота как раз равна 1/(2πRC0).

Области применения варакторов

Области применения варакторных диодов зависят от диапазона напряжений постоянного и переменного тока, используемых в цепи. В простой цепи постоянного тока вам нужно беспокоиться только о емкости как функции входного напряжения. Варакторные диоды рассчитаны на десятки вольт при обратном смещении; превышение этого значения может привести к сильно нелинейной работе варакторного диода, пробою или тому и другому.

Для приложений, требующих настройки радиочастотных цепей, схемы с варикапными диодами будут использовать входной сигнал переменного тока с некоторым смещением постоянного тока (Vdc). Давайте рассмотрим три различных диапазона применения варакторных диодов с точки зрения размаха напряжения на входе переменного тока (Vp-p) и смещения постоянного тока.

Vp-p

<< Vdc, Large Vdc
Перестраиваемый характер варакторного диода делает его идеальным для использования в перестраиваемых ВЧ-генераторах, фильтрах и схемах согласования импеданса (например, LC-контуре), когда Vp-p << Vdc . В этом приложении размах напряжения должен быть меньше смещения постоянного тока, чтобы избежать слишком сильного изменения емкости варактора во время колебаний. Другими словами, в этих приложениях емкость варактора можно считать постоянной. Емкость варактора изменяется путем регулировки смещения постоянного тока. Многие коммерчески доступные варакторные диоды рассчитаны на работу на частотах в сотни МГц, что позволяет использовать их в трех областях применения, упомянутых выше.

Если вы посмотрите на зависимость емкости от напряжения на линейной шкале, вы сможете определить соответствующий диапазон для линейной рабочей области. На приведенном ниже графике показаны данные зависимости емкости от напряжения для двух примерных варакторных диодов, показанных на графике выше.

Данные зависимости емкости от напряжения для двух варакторных диодов в линейной шкале (синий: γ = 1,25, оранжевый: γ = 1,75).

Из этого графика видно, что следует использовать более высокое смещение по постоянному току, так как это будет поддерживать почти постоянной емкость при колебаниях составляющей переменного тока. Это позволяет настроить схему с достаточно стабильной емкостью. Затем выходной сигнал может быть передан на фильтр или усилитель для извлечения желаемого сигнала.
Vp-p ~ Vdc, от малого до большого Vdc
В этом диапазоне емкость сильно нелинейна как функция Vdc. Этот диапазон обычно используется для параметрического усиления и синтеза частоты с аналоговыми PLL. В частности, нелинейный импеданс варакторного диода будет генерировать гармоники более высокого порядка, которые затем передаются на выходной порт схемы. Желаемые гармоники затем могут быть извлечены с помощью полосового фильтра высокой добротности.
Моделирование схем настройки с помощью варакторных диодов
Поскольку варакторные диоды являются нелинейными компонентами (т. е. имеют нелинейный импеданс), самым простым методом моделирования, который можно использовать для изучения поведения этих компонентов, является анализ переходных процессов во временной области. Обратите внимание, что анализ полюса-ноля в этих схемах бесполезен, поскольку передаточные функции и графики Боде определены только для линейных цепей. Следовательно, вам придется посмотреть на поведение схемы во временной области, используя анализ переходных процессов. Это позволит вам определить стабильность, которая является критическим аспектом параметрического усиления в радиочастотных системах. Когда у вас есть данные во временной области, вы можете использовать преобразование Фурье данных, чтобы исследовать любой гармонический контент более высокого порядка, генерируемый в схеме.
Другим вариантом является использование анализа малых сигналов для преобразования нелинейной схемы в линейную, где смещение постоянного тока является рабочей точкой. Это позволяет вам исследовать Vp-p << Vdc, малый режим Vdc и получать достаточно точные результаты. Затем вы можете исследовать поведение вокруг различных рабочих точек, используя развертки переменного и постоянного тока.
Если вам нужно построить высокоточные схемы настройки, вам нужно использовать лучшее программное обеспечение для проектирования и анализа печатных плат. Инструменты моделирования в PSpice Simulator для OrCAD и полный набор инструментов анализа от Cadence идеально подходят для анализа поведения любой схемы с варакторным диодом. У вас также будет доступ к инструментам поиска компонентов производителя, когда вы будете готовить исходные компоненты для своей системы.
Если вы хотите узнать больше о том, какое решение у Cadence есть для вас, обратитесь к нам и нашей команде экспертов.
Решения Cadence PCB — это комплексный инструмент для проектирования от начала до конца, позволяющий быстро и эффективно создавать продукты. Cadence позволяет пользователям точно сократить циклы проектирования и передать их в производство с помощью современного отраслевого стандарта IPC-2581.
Подпишитесь на Linkedin Посетить сайт Больше контента от Cadence PCB Solutions

Диод с переменной емкостью ( варикап-диод, также называется варакторный диод ) — особый тип полупроводникового диода . Он предназначен для использования изменений емкости, зависящей от напряжения, обратно смещенного «p-n перехода», поэтому его способность использовать барьерную емкость перехода была улучшена. Другими словами, Varicap можно описать как управляемый напряжением конденсатор . Варикапные диоды в основном изготавливаются из кремния (Si) и арсенида галлия (GaAs). При его изготовлении стремились добиться наибольшего значения чувствительности по напряжению (коэффициента перенастройки диода).
Его емкость может изменяться в узком диапазоне, обычно примерно от 6 пФ (пФ) до 20 пФ при изменении напряжения от 2 до 20 В. Основными параметрами, характеризующими варикап, являются две его предельные емкости: C _tmin – минимальная емкость и C _tmax – максимальная емкость. Как упоминалось выше, эти параметры зависят от напряжения. При высоком напряжении емкость имеет минимальное значение, тогда как при малом напряжении – максимальное.
Диоды с переменной емкостью Применение изменений емкости p-n перехода ниже эффекта приложенного напряжения. Обычно они используют поляризацию с негативного пути. Этот механизм имеет место практически в любом полупроводниковом диоде, поляризованном с отрицательной стороны. С другой стороны, емкостной диод специально приспособлен для этой функции, так как он отличается способом легирования полупроводника в области p-n перехода и, следовательно, включает соответствующую концентрацию носителей тока.
От барьерного покрытия Имеется дипольный заряд, сформированный ионами легирующей примеси. Поскольку диаметр барьерного покрытия, а также величина этого нескомпенсированного заряда внутри этого слоя изменяются в зависимости от колебаний поляризационного напряжения, то доля увеличения заряда в соответствующем повышении напряжения понимается как барьерная емкость. Этот тип соединения сравним с обычным планарным конденсатором. Как известно, емкость конденсатора зависит от расстояния между заряженными обкладками. После увеличения напряжения препятствия площадь перехода увеличивается, следовательно, его емкость уменьшается, а как только уменьшается напряжение барьера, емкость увеличивается.
Диоды с переменной емкостью используются в части этой характеристической кривой Ct=f(U), ограниченной минимальной емкостью Ctmin, а также емкостью Ctmax. Емкость Ctmin зависит от напряжения пробоя перехода, а емкость Ctmax определяется повышением энергетической проводимости этого диода, которая увеличивается по мере увеличения тока проводимости IF.
коэффициент настройки емкостного диода
Чувствительность, определяемая по формуле, также является важным параметром:
чувствительность емкостного диода
Деление компонентов
Варикап (переменная емкость) 500 пФ, используется специально в системах автоматической настройки резонансных контуров, обычно в системах усилителей,
Варактор (переменное реактивное сопротивление) – компонент большой мощности, характеризующийся емкостью от 0,2 до 20 пФ. Они в основном используются в высокочастотных устройствах, например. воспроизводить частоты.
Предельные свойства
Технические свойства и допустимые пределы для варикапов:
C _j — значение емкости переходного диода при максимально близком к
R _s – последовательное сопротивление диода или его значение добротности при определенном обратном смещении и обратной частоте,
В _Rmax – максимальное постоянное обратное напряжение,
В _RMmax – максимальное пиковое постоянное обратное напряжение,
I _Fmax – максимальное постоянное смещение,
T _j – допустимая температура перехода.
Технические характеристики и допустимые пределы варакторов:
C _j – емкость переходного диода при определенном обратном смещении и обратной частоте (обычно для UR = 0, т.е. для максимальной емкости),
I _R – обратный ток при определенном UR обратном напряжении (обычно при UR -Urmax)
Максимальная частота при заданном обратном напряжении,
В _Rmax – максимальное постоянное обратное напряжение,
P _max – максимальное значение рассеиваемой мощности,
T _j – допустимая температура перехода.
Характеристики варикапа показаны на Рис. 2. ниже.
Характеристики варикапа
Применение
Они используются, например, для разработки резонансных цепей с перестройкой напряжения в электронике.
Частотная модуляция может осуществляться от машины настраиваемого по напряжению генератора, частота которого должна смещаться непосредственно на значение этого напряжения. Такого результата можно добиться, изменяя резонансную частоту LC-контура генератора с помощью модулирующего сигнала. Это может быть достигнуто включением параллельно в LC-контур емкостного (или индуктивного) реактивного сопротивления линейно в зависимости от значения напряжения или тока модулирующего сигнала.
В самом простом случае для прослушивания резонансного контура можно использовать емкостной диод, первоначально поляризованный в противоположном направлении. Изменение поляризации, вызванное модулирующим сигналом, изменит емкость диода, ограничивая таким образом работу генератора. На приведенной ниже диаграмме показан пример схемы генератора Колпитца в схеме WB, где среди этих разделенных емкостей был заменен емкостной диод, поляризованный в противоположном направлении (в цепи: UCC, высоковольтный дроссель и резистор R3).
Емкостной диод частотной модуляции
Непосредственное значение напряжения поляризации этого диода будет суммой основного напряжения поляризации, а также регулирующего напряжения.

Варикап.

Положительные качества варикапа.

Как работает варикап?

Параметры варикапов.

Варикап диод — frwiki.wiki

Резюме

Операция

Использует

Приложения

Статьи по Теме

Библиография

Внешние ссылки

Варикапы | Основы электроакустики

Варикапы | Интеграл

что это какое, применение, маркировка (обозначение )и способы проверки

Преимущества применения варикапов

Номинальная емкость

Основные схемы включения варикапа

Расчет характеристик

Сфера использования

Заключение

Технические характеристики варикапов КВ101 — АВ151

Как работают варакторы (варикапы) диоды

Эквивалентная схема варикапа

Описание технического описания варикапа или варакторного диода

Температурный коэффициент емкости

Применение варикапа-диода

Варакторные диоды, подстроечные диоды, варикап, вольткап

Что такое варакторный диод?

Использование варакторного диода в схеме настройки | Блог Advanced PCB Design

Что такое варакторный диод?

Области применения варакторов

Vp-p

Vp-p ~ Vdc, от малого до большого Vdc

Моделирование схем настройки с помощью варакторных диодов

Диод с переменной емкостью — характеристика, символ, определение

Статьи категории

Диод переменной емкости подробное описание

alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ