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變容二極管的原理與作用介紹

返回列表來源:壹芯微 發布日期 2022-01-05 瀏覽:-

變容二極管的原理與作用介紹

二極管具有勢壘電容,通過外加電壓可以改變空間電荷區的寬度,從而改變這種勢壘電容量的大小,變容二極管就是利用這種特性制成的非線性電容元件,又稱“可變電抗二極管”。制作材料多為硅或砷化鎵單晶,并采用外延工藝技術。反偏電壓愈大,則結電容愈小;其具有與襯底材料電阻率有關的串聯電阻。

變容二極管

變容二極管

1.工作原理

變容二極管為特殊二極管的一種。工作時的外加條件與穩壓二極管類似,它必須工作在反向電壓偏置區(穩壓二極管工作在反向擊穿狀態下)。當變容二極管兩端加上反向電壓時,其內部的PN結變厚,如圖1所示。反向電壓越高,PN結越厚。由于PN結阻止電流通過,所以變容二極管工作時處于截止狀態。這里PN結相當于普通電容器兩個極板之間的絕緣介質。

結電容的形成

圖1結電容的形成

而P型半導體和N型半導體分別相當于普通電容器的兩個極板,也就是說處于截止狀態下的變容二極管,其內部會形成等效于平行板電容器的結構,該“電容器”稱為結電容。普通二極管的P型半導體和N型半導體都比較小,所形成的結電容很小,可以忽略;而變容二極管在制造時特意増大了P型半導體和N型半導體的面積,從而增大了結電容,使反向偏壓條件下的容量及變容效果都大為增強。

變容二極管結電容的大小與反向電壓的大小有關,反向電壓越高,結容量越小;反向電壓越低,結容量越大。結電容和反向電壓的關系曲線如圖2所示,它直觀表示出變容二極管兩端反向電壓與結容量的變化規律。由圖中可以看出,結電容和反向電壓的關系是非線性的。為了克服非線性,在實際使用時可采用校正網絡、高偏壓及多回路等措施。

結電容和反向電壓的關系曲線

圖2結電容和反向電壓的關系曲線

變容二極管可以看成是一個小容量的可變電容器。把變容器二極管接在調諧回路里,控制加在變容二極管上的反向電壓,便可達到改變頻率的目的。

2.作用

主要在高頻電路中用作自動調諧、調頻、調相等、例如在電視接收機的調諧回路中作可變電容。

3.伏安特性

變容二極管的伏安特性曲線和一般二極管的伏安特性曲線沒有大的差別,對于變容二極管來說,更重要的是電壓—電容特性,圖3是變容二極管典型壓容特性曲線。

典型壓容特性曲線

圖3典型壓容特性曲線

以上就是變容二極管的原理與作用介紹了。目前變容二極管已廣泛應用在彩色電視機、調頻接收機和各種通信設備中。除此之外,還可用變容二極管實現調頻、掃描震蕩、頻率自動微調及相位控制等多種用途。

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