詳解變容二極管原理、特點(diǎn)、用途-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2021-06-10
變容二極管(Varactor Diodes)又稱(chēng)"可變電抗二極管"，是利用PN結反偏時(shí)結電容大小隨外加電壓而變化的特性制成的。
反偏電壓增大時(shí)結電容減小、反之結電容增大，變容二極管的電容量一般較小，其最大值為幾十pF到幾百pF，最大電容與最小電容之比約為5:1。
它主要在高頻電路中用作自動(dòng)調諧、調頻、調相等、例如在電視接收機的調諧回路中作可變電容。
1、變容二極管的作用是利用PN結之間電容可變的原理制成的半導體器件，在高頻調諧、通信等電路中作可變電容器使用。
圖2 變容二極管與反向偏壓
變容二極管屬于反偏壓二極管，改變其PN結上的反向偏壓，即可改變PN結電容量。反向偏壓越高，結電容則越少，反向偏壓與結電容之間的關(guān)系是非線(xiàn)性的，如圖2所示。
2、變容二極管的電容值與反向偏壓值的關(guān)系圖解：
(a) 反向偏壓增加，造成電容減少；
(b) 反向偏壓減少，造成電容增加。
電容誤差范圍是一個(gè)規定的變容二極管的電容量范圍。數據表將顯示最小值、標稱(chēng)值及最大值，這些經(jīng)常繪在圖上。
變容二極管(Varactor Diodes)為特殊二極管的一種。當外加順向偏壓時(shí)，有大量電流產(chǎn)生，PN（正負極）結的耗盡區變窄，電容變大，產(chǎn)生擴散電容效應；當外加反向偏壓時(shí)，則會(huì )產(chǎn)生過(guò)渡電容效應。但因加順向偏壓時(shí)會(huì )有漏電流的產(chǎn)生，所以在應用上均供給反向偏壓。
變容二極管也稱(chēng)為壓控變容器，是根據所提供的電壓變化而改變結電容的半導體。也就是說(shuō)，作為可變電容器，可以被應用于FM調諧器及TV調諧器等諧振電路和FM調制電路中。
其實(shí)我們可以把它看成一個(gè)PN結，我們想，如果在PN結上加一個(gè)反向電壓V（變容二極管是反向來(lái)用的），則N型半導體內的電子被引向正極，P型半導體內的空穴被引向負極，然后形成既沒(méi)有電子也沒(méi)有空穴的耗盡層，該耗盡層的寬度我們設為d，隨著(zhù)反向電壓V的變化而變化。
如此一來(lái)，反向電壓V增大，則耗盡層d變寬，二極管的電容量C就減少（根據C=kS/d），而反向電壓減小，則耗盡層寬d變窄，二極管的電容量變大。反向電壓V的改變引起耗盡層的變化，從而改變了壓控變容器的結容量C。達到了目的。
變容二極管是利用PN結之間電容可變的原理制成的半導體器件，在高頻調諧、通信等電路中作可變電容器使用。
變容二極管有玻璃外殼封裝（玻封）、塑料封裝（塑封）、金屬外殼封裝（金封）和無(wú)引線(xiàn)表面封裝等多種封裝形式。通常，中小功率的變容二極管采用玻封、塑封或表面封裝，而功率較大的變容二極管多采用金封。
用于自動(dòng)頻率控制（AFC）和調諧用的小功率二極管稱(chēng)變容二極管。通過(guò)施加反向電壓， 使其PN結的靜電容量發(fā)生變化。因此，被使用于自動(dòng)頻率控制、掃描振蕩、調頻和調諧等用途。
通常，雖然是采用硅的擴散型二極管，但是也可采用合金擴散型、外延結合型、雙重擴散型等特殊制作的二極管，因為這些二極管對于電壓而言，其靜電容量的變化率特別大。
結電容隨反向電壓VR變化，取代可變電容，用作調諧回路、振蕩電路、鎖相環(huán)路，常用于電視機高頻頭的頻道轉換和調諧電路，多以硅材料制作。
變容二極管的典型應用電路一
電容C1與變容二極管VD1結電容串聯(lián)，然后與L1并聯(lián)構成LC并聯(lián)諧振電路。
正極性的直流電壓通過(guò)電阻R1加到VD1負極，當這一直流電壓大小變化時(shí) ，給VD1加的反向偏置電壓大小改變，其結電容容量大小也改變，這樣LC并聯(lián)諧振電路的諧振頻率也隨之改變。
給變容二極管加上反向直流偏置電壓，當這一反向偏置電壓大小改變時(shí)， 變容二極管的結電容容量大小在改變。
變容二極管的結電容與C1串聯(lián)的總電容與L1并聯(lián)，變容二極管的結電容只是這個(gè)LC并聯(lián)電路中的1只容量可變的電容，改變變容二極管的容量，既能改變這一LC并聯(lián)諧振電路的諧振頻率。
變容二極管的典型應用電路二
變容二極管是電子可變電容。換句話(huà)說(shuō)，變容二極管表現出來(lái)的電容是反偏電勢的函數。這種現象導致了變容二極管在一些需要考慮電容因素的場(chǎng)合的幾種常見(jiàn)應用。
下圖為一個(gè)典型的變容二極管調諧的LC振蕩電路。電路耦合電感L2的作用是當振蕩電路被當作射頻放大器使用時(shí)，將射頻信號輸入到振蕩電路。
主要的LC振蕩電路包括主電感L1，和電容C1與CR1的串聯(lián)電容。除此之外，還要考慮廣泛存在于電子線(xiàn)路的雜散電容Cs。電容c2的作用是對調諧電壓Vin,進(jìn)行濾波。
因為L(cháng)C調諧的振蕩電路的諧振頻率是LC的函數，我們發(fā)現振蕩電路的最大與最小諧振頻率之比隨著(zhù)電容比的平方根變化。
此處電容比是指反偏電壓最小時(shí)的電容與反偏電壓最大時(shí)的電容之比。因而，電路的調諧特征曲線(xiàn)(偏壓-諧振頻率)基本上是一條拋物線(xiàn)。
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