Koleksi

Varactor Diod atau Varicap Diode

Varactor Diod atau Varicap Diode

Diod Varactor atau varicap digunakan terutamanya dalam frekuensi radio atau litar RF untuk memberikan kapasitans pemboleh ubah terkawal voltan. Komponen elektronik ini dapat digunakan dalam pelbagai cara di mana tahap kapasitansi perlu dikendalikan oleh voltan.

Diod varactor bukan sahaja dapat digunakan untuk kawalan voltan analog, seperti dalam gelung terkunci fasa, tetapi juga dapat digunakan bersama dengan mikropemproses di mana voltan dapat dihasilkan secara digital dan kemudian ditukar menjadi voltan analog untuk mengawal dioda dengan menggunakan penukar digital ke analog, ADC.

Sebenarnya aplikasi untuk dioda varactor hampir tidak terbatas dan ia digunakan dalam rangkaian litar yang berbeza untuk pelbagai penggunaan litar yang berbeza, untuk reka bentuk litar elektronik umum dan juga reka bentuk RF.

Walaupun kedua-dua nama tersebut: dara varactor dan varicap digunakan, keduanya adalah bentuk diod yang sama. Nama varactor bermaksud reaktor pemboleh ubah, atau reaktans, dan varicap bermaksud kapasitans pemboleh ubah (vari-cap).

Aplikasi diod Varactor

Diod Varactor digunakan secara meluas dalam banyak reka bentuk RF. Mereka menyediakan kaedah memvariasikan kapasitansi dalam rangkaian dengan penerapan voltan kawalan. Ini memberi mereka kemampuan yang hampir unik dan hasilnya dioda varactor digunakan secara meluas dalam industri RF.

Walaupun diod varactor atau diod varicap dapat digunakan dalam pelbagai litar yang berbeza, mereka menggunakan dua bidang utama:

  • Pengayun voltan terkawal, VCO: Pengayun voltan digunakan dalam pelbagai reka bentuk RF yang berbeza. Satu kawasan utama adalah untuk pengayun dalam gelung terkunci bertahap. Pada gilirannya ini boleh digunakan sebagai demodulator FM atau dalam synthesizer frekuensi. Diod varactor adalah komponen utama dalam pengayun voltan terkawal.
  • Penapis RF: Menggunakan dioda varactor memungkinkan untuk menyaring penapis. Penapis pengesanan mungkin diperlukan dalam litar hujung depan penerima di mana ia membolehkan penapis mengesan frekuensi isyarat yang diterima. Sekali lagi ini dapat dikawal dengan menggunakan voltan kawalan. Biasanya ini mungkin disediakan di bawah kawalan mikropemproses melalui penukar digital ke analog.
  • Pengatur frekuensi & fasa: Diod Varactor dapat digunakan dalam frekuensi dan modulator fasa. Dalam modulator frekuensi, mereka dapat ditempatkan melintasi elemen resonan dalam generator dan audio yang diterapkan pada dioda. Dengan cara ini kapasitansinya akan bervariasi sesuai dengan audio, menyebabkan frekuensi sinyal bergeser ke atas dan ke bawah sejalan dengan variasi kapasitansi, dan karenanya sesuai dengan audio.

    Untuk modulasi fasa, isyarat frekuensi tetap dapat disalurkan melalui rangkaian peralihan fasa, dan dioda digabungkan di dalamnya. Sekali lagi, audio diterapkan pada dioda dan ini menyebabkan fasa berubah seiring dengan variasi audio.

Dari segi litar di mana dioda varactor digunakan, ini termasuk di dalam pengayun gelung terkunci fasa dan oleh itu banyak jenis penyusun frekuensi, di dalam penapis di mana kawalan frekuensi penapis perlu dikendalikan secara digital. Mereka juga boleh digunakan dalam beberapa jenis rangkaian pengganda harmonik juga.

Operasi kapasitor berubah

Mereka kunci untuk memahami bagaimana dara varactor atau varicap berfungsi adalah dengan melihat apa itu kapasitor dan apa yang dapat mengubah kapasitans. Seperti yang dapat dilihat dari rajah di bawah, sebuah kapasitor terdiri daripada dua plat dengan dielektrik penebat di antara mereka.

. kapasitansi dan jumlah cas yang dapat disimpan bergantung pada luas pinggan dan jarak di antara mereka. .

Kapasitansi kapasitor bergantung pada luas plat - semakin besar luasnya semakin besar kapasitansi, dan juga jarak di antara mereka - semakin besar jarak semakin kecil tahap kapasitans.

Diod bias terbalik tidak mempunyai arus yang mengalir antara kawasan jenis P dan kawasan jenis-N. Kawasan jenis-N dan wilayah-jenis P dapat mengalirkan elektrik, dan dapat dianggap sebagai dua plat, dan wilayah di antara mereka - kawasan penipisan adalah dielektrik penebat. Ini sama seperti kapasitor di atas.

Seperti mana-mana diod, jika bias terbalik diubah begitu juga dengan ukuran kawasan penipisan. Sekiranya voltan terbalik pada diod varactor atau varicap dinaikkan, kawasan penipisan diod meningkat dan jika voltan terbalik pada diod varactor dikurangkan kawasan penipisan semakin sempit. Oleh itu dengan mengubah bias terbalik pada dioda adalah mungkin untuk menukar kapasitans.

Diod varactor mempunyai keluk kapasitans tak linear - kapasiti diod varactor berkadar songsang dengan punca kuasa dua voltan di seberang. Ini bermaksud bahawa perubahan awal voltan terbalik memberikan perubahan kapasitansi yang jauh lebih besar daripada perubahan pada voltan yang lebih tinggi.

Simbol litar Varactor atau varicap

Diod varactor atau diod varicap ditunjukkan dalam diagram litar atau skema menggunakan simbol yang menggabungkan simbol diod dan kapasitor. Dengan cara ini jelas bahawa ia digunakan sebagai kapasitor berubah dan bukan penyearah.

Apabila dikendalikan dalam reka bentuk litar elektronik, perlu memastikan dioda varactor tetap berat sebelah terbalik. Ini bermaksud bahawa katod akan positif sehubungan dengan anoda, iaitu katod varactor akan lebih positif daripada anod. Dengan cara ini varactor akan bertindak sebagai kapasitor dan bukan diod dalam litar.

Litar setara diod Varactor

Seperti komponen lain, diod varactor bukanlah kapasitor yang sempurna, tetapi merangkumi pelbagai unsur sesat padanya. Ini berlaku untuk dioda varactor dan akibatnya berguna untuk memodelkan diod sebagai litar setara. Kapasitor dan elemen sesat perlu difahami dan ditampung dalam reka bentuk litar elektronik.

Dapat dilihat bahawa terdapat beberapa elemen pada litar setara diod varactor - elemen litar yang berlainan mewakili elemen utama yang dilihat semasa diod digunakan.

Pelbagai elemen adalah seperti berikut:

  • CJ (V): Unsur dara varator ini mewakili kapasitansi persimpangan pemboleh ubah sebenar, yang merupakan elemen utama dioda yang diperlukan.
  • RS (V): Ini adalah rintangan siri dalam diod dan ia berbeza mengikut voltan yang dikenakan.
  • CP: Unsur litar ini mewakili kapasitansi parasit, terutamanya timbul dari kapasitansi di sekitar persimpangan diod asas itu sendiri. Menyambung wayar dalam pakej menyumbang kepada ini.
  • LP: Kapasitansi siri ini terutama timbul dari kabel pengikat dalam pakej diod varactor. Walaupun kecil, ia tetap dapat dilihat pada litar RF frekuensi tinggi.

Rintangan siri dari plumbum dalam dioda diabaikan, terutamanya kerana diod beroperasi dalam bias terbalik, dan tahap kapasitansinya agak kecil dan oleh itu rintangan siri tidak banyak memberi kesan.

Jenis diod Varactor

Semasa menyiasat diod varactor berprestasi tinggi untuk aplikasi RF tertentu, istilah, dara varactor tiba-tiba dan hyperabrupt akan sering dilihat.

Istilah-istilah ini berkaitan dengan persimpangan dan oleh itu prestasi dioda varactor - diod hyperabrupt, seperti namanya, mempunyai perubahan yang sangat tajam dalam doping yang menghasilkan persimpangan yang sangat tiba-tiba - sebenarnya ia adalah persimpangan hyperabrupt!


Spesifikasi Varactor

Walaupun dioda varactor terbentuk dari persimpangan PN dan mempunyai ciri asas yang sama, terdapat beberapa spesifikasi dan parameter ciri khusus yang diperlukan untuk menentukan prestasinya sebagai kapasitans berubah.

Spesifikasi ini merangkumi nilai kapasitansi dan tingkah laku perubahan voltan kapasitansi.

Ciri pemecahan terbalik juga sangat penting kerana voltan terbalik yang agak tinggi diperlukan untuk mengurangkan kapasiti diod ke nilai bawah.

Parameter lain yang sangat penting adalah faktor kualiti atau Q diod kerana ini dapat memberi kesan yang signifikan terhadap prestasi litar keseluruhan. Tahap Q yang rendah dapat mengurangkan selektiviti penapis, atau memberi kesan buruk terhadap kebisingan fasa pengayun menggunakan varactor.

Diod Varactor adalah komponen yang sangat berguna yang dapat digunakan dalam pelbagai cara, terutama dalam rangkaian RF. Mampu mengawal kapasitansi dalam litar dengan mengubah voltan mempunyai banyak kegunaan dan telah membolehkan item seperti gelung terkunci fasa, penyintesis frekuensi tidak langsung, pelbagai jenis modulator frekuensi dan fasa dan banyak litar lain yang akan dibuat.

Tonton videonya: Varactor Diode, Varicap Diode, Variable Capacitance Diode, Tunning Diode by Engineering Funda (Oktober 2020).