OBSAH
- Co je to dioda Varactor?
- Definice varaktorové diody
- Princip fungování Varactor diody
- Symbol varaktorové diody
- IV Charakteristika proměnné diody
- Struktura varaktorové diody
- Ohmická ztráta v proměnné diodě
- Výhody diody Varactor
- Důležité aplikace proměnné diody
Co je dioda Varactor?
Definice varaktorové diody:
"Termín varaktor je zkrácená forma variabilního reaktoru, který se vztahuje k napěťově proměnné kapacitě reverzně předpjatého pn spojení."
Varaktorová dioda je také známá jako proměnná dioda, dioda vericap, ladicí dioda, dioda s proměnnou reaktancí nebo dioda s proměnnou kapacitou.
Symbol varaktorové diody:
Jak funguje varaktorová dioda?
Pracovní princip varaktorové diody:
V tomto bodě je kapacita přechodu ovlivněna vyvolaným napětím a konstrukčním parametrem přechodu. Přechod s konstantním zpětným předpětím může být použit jako kapacita. Obvykle je proměnná dioda navržena tak, aby využívala napěťově proměnné charakteristiky přechodové kapacity. Například varaktor může být nasazen ve fázi ladění rádiového přijímače jako doplněk k velké variabilní desce. kondenzátor. Měření výsledného obvodu lze snížit a zvýšit jeho spolehlivost. Všechna použití varaktorové diody zahrnují generování harmonických, zesílení mikrovlnné frekvence a aktivní filtrační aplikace. Při náhlém přechodu PN se kapacita mění jako zpětné předpětí Vrdruhá odmocnina.
V odstupňované křižovatce lze kapacitu pravidelně psát jako,
Cj∝ Vr-n pro podmínku Vr >> V0
V lineárně kategorizovaném spojení je exponent n vždy jedna třetina. Proto se varaktorové diody připravují „metodou epitaxního růstu“ nebo „technikou iontové implantace“. Epitaxní vrstvu lze vymyslet tak, aby získala křižovatky, pro které je exponent n významnější než polovina. Takové křižovatky se nazývají hyper náhlé křižovatky.
Struktura varaktorové diody
IV charakteristika varaktorové diody:
Dopingové profily varaktorové diody
Výše byly vysvětleny tři různé dopingové profily, přičemž křižovatka je znehodnocena jako p + -n, takže šířka vyčerpávající vrstvy W je původně rozšířena na n stranu. Můžeme pozorovat, že exponent n je 1 / (m + 2) pro spojení p + -n.
Hyper náhlé spojení16 s m = -3/2 je pro tento případ zvláště zajímavé pro konkrétní aplikace varaktorů, n = 2 a kapacita je ekvivalentní Vr-2. Pokud je kondenzátor připojen k induktoru L v rezonančním obvodu, rezonanční frekvence se mění lineárně s použitým napětím diody.
Z důvodu široké variability Cj vs. V.r spoléhání se na výběr dopingových profilů, variabilní diody lze využít k různým konkrétním účelům. V jednom z těchto případů mohou být varaktory navrženy tak, aby využívaly kapacitu úložiště s dopředným předpětím pro vysokofrekvenční aplikace.
Ohmická ztráta varaktorové diody:
Při odvozování diodové rovnice jsme předpokládali, že napětí zařízení se objevuje pouze přes přechod. U většiny z těchto diod, pokles napětí v neutrálních oblastech jsou zanedbatelné a potřeba dopingu je srovnatelně vyšší. Rezistivita každé neutrální oblasti je malá a charakteristická plocha diody je ve srovnání s délkou větší.
Někdy je ohmická ztráta vysvětlena v diodě zahrnutím jednoduchého odporu do série se spojením. Účinky poklesu napětí vně vývojové oblasti jsou důležité, protože pokles napětí je ovlivněn proudem, což je vysvětleno napětím na křižovatce. Pokud bychom například vyjádřili sériový odpor volebních obvodů ap a n Rp a Rnodpovídajícím způsobem je spojovací napětí V
V=Va - Já [R.p(I) + R.n(já)]
Kde Va je napětí aplikované externě na zařízení. V oblasti odporu je pokles napětí Rp a Rn odpovídajícím způsobem, když se proud zvýší a spojovací napětí V se sníží. Další komplikace výpočtu ztráty může nastat, pokud byla zvýšena vodivost v neutrální oblasti s kumulativním vstřikováním nosiče. Při vysokých úrovních vstřikování se však může skloňování vodivosti vstřikovaných přebytečných nosičů snížit Rp a Rn značně. Ohmickým ztrátám se ve správně popsaných zařízeních často zabrání. Z tohoto důvodu odchylky proudu obecně působí dojmem pouze pro velmi vysoké proudy působící mimo běžnou oblast.
Dopředné a reverzní charakteristiky proudového napětí v polologové stupnici
Charakteristiky dopředného a reverzního proudu a napětí pn přechodu na semi-log měřítku byly vysvětleny výše. Pozorujeme přímku na semi-logovém grafu pro ideální dopředně diodovou diodu, odpovídající exponenciálnímu vztahu proudu na napětí. Vzhledem k vlastnostem druhého řádu realizujeme různé provozní režimy. Vylepšený generačně-rekombinační proud je směrován na další rozlišovací diodu s „faktorem ideality“ (n = 2). Pro neutrální proudy získáme vynikající nízkoúrovňový injekční a difúzně omezený proud (n = 1). U více proudů můžeme dosáhnout vyšší úrovně vstřikování an = 2, zatímco u ještě větších proudů jsou iniciovány ohmické poklesy a oblasti neutrálního náboje se stávají kritickými.
Při reverzním předpětí byl pozorován konstantní proud zpětné saturace, během kterého je tento proud nezávislý na změně napětí. V podstatě však přijímáme zvýšený svodový proud závislý na napětí. The lavina or zener účinky způsobit rozpad dostatečně vysokého zpětného předpětí.
Výhody použití Varactor diody:
Vzhledem k tomu, že dioda varaktoru má ve srovnání s přechodovou diodou pn nízký šum, je v této diodě menší ztráta energie. variabilní diody jsou lehké a snadno přenosné díky své malé velikosti.
Aplikace Varactor Diode:
- variabilní diody se používají v proměnlivé odolné nádrži, což je obecně LC obvod.
- jako frekvenční modulátor lze použít proměnnou diodu.
- Používá se jako RF fázový posunovač.
- proměnné diody se používají v a MV přijímač.
Další článek týkající se elektroniky klikněte zde
Ahoj, jsem Soumali Bhattacharya. Vystudoval jsem elektroniku.
V současné době investuji do oblasti elektroniky a komunikace.
Mé články jsou zaměřeny na hlavní oblasti základní elektroniky ve velmi jednoduchém, ale informativním přístupu.
Jsem živý student a snažím se udržovat si aktuální informace o všech nejnovějších technologiích v oblasti elektronických domén.
Spojme se přes LinkedIn –
