變?nèi)荻O管

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

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

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

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

變?nèi)荻O管有玻璃外殼封裝(玻封)、塑料封裝(塑封)、金屬外殼封裝(金封)和無引線表面封裝等多種封裝形式、如圖4-18所示。通常，中小功率的變?nèi)荻O管采用玻封、塑封或表面封裝，而功率較大的變?nèi)荻O管多采用金封。常用變?nèi)荻O管參數(shù)。

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

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

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

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

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

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

2、變?nèi)荻O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(guī)定的變?nèi)荻O管的電容量范圍。數(shù)據(jù)表將顯示最小值、標(biāo)稱值及最大值，這些經(jīng)常繪在圖上。

常用的國產(chǎn)變?nèi)荻O管有2CC系列和2CB系列，下表為其主要參數(shù)。