一文带你看懂变容二极管的工作原理和主要特性

通常我们使用许多电气和电子部件,如电阻器、电容器、二极管、晶体管、集成电路、晶闸管、变压器来制作任何电子电路。二极管是一种半导体器件,它只允许电流沿一个方向流动。另一方面,它在正向偏压中提供的阻力非常小,同样,它在反向偏压期间阻止电流流动。

二极管可以根据其功能和特性分为不同的部分,如稳压二极管、普通二极管、恒流二极管、发光二极管、隧道二极管、矢量二极管、珀勒帖二极管、激光二极管、光电二极管等。在本文中,简单介绍一种重要的二极管,即变容二极管的工作原理和主要特性。

什么是变容二极管?

Varactor Diode是一种PN结二极管,也有不同的名称,如变容二极管、变容二极管、调谐二极管可变电容在其端部不同的反向偏压下。换句话说,它是一种特殊类型的半导体二极管。随施加到其端子的电压变化而变化。许多因为它是一个充当可变电容器的二极管,所以简称为矢量二极管。

变容二极管的符号:

变容二极管看起来也类似于 PN 结二极管,它也有 2 个端子,一个是阳极,一个是阴极的阴极部分。不同的符号用于表示电路图中使用的矢量二极管,以表示下面显示的 3 个最流行的。

2的二极管如图所示有电容器的符号。三角形顶部的两条线O代表电容器的平行符号。二极管两端的两条平行线及其另一端显示电容器的导电性。极板之间的距离显示它们的电介质。

变容二极管的结构:

在变容二极管中,P型和N型使用半导体层连接。其 N 型端与 Mesha 结构相连。

镀金钼螺柱通过台面结构与N型层连接,起到阴极端子的作用。P型的末端通过另一根金线连接到另一个镀金钼螺柱(充当阳极)。除了一部分钼外,整个系统都被陶瓷层包围,如下图所示:

P 和 N 型层主要由硅或砷化镓制成,具体取决于其使用方式。如果用于低频,则使用硅,如果用于高频,则使用砷化镓。

P 型和 N 型半导体层掺杂有相同的杂质,以提高普通二极管的导电性。结附近的杂质浓度非常低,并且随着我们移动到层的另一个表面而逐渐增加。

变容二极管的工作系统:

变容二极管的工作原理首先需要了解可变电容器的工作原理。电容器使用与绝缘电介质分开的两个表面。一侧从正极看,而另一侧从负极连接。由于两者之间的吸引力,正电荷在一侧积累,而负电荷在另一侧积累。

收集这种电荷的空间称为电容。如果这两个表面之间的差异减小,则这两个电荷载流子之间的吸引力压力增加,因此更多的电荷积聚在表面上,即电容增加。

如果两者之间的距离增加。然后有一个相反的过程,电容减小。有一个机械设备可以增加或减少这个距离。这有效地转换为电容。

现在让我们回到PN结。P型部分充满正电荷载流子,N型部分充满负电荷载流子。靠近表面的正负电荷两者之间的关系是相互扩散和中和。这个区域被称为耗尽区。

除非从外部施加电压,否则电荷载流子不会进一步传播通过耗尽层。所以这个令人印象深刻的耗尽层充当了绝缘体。


耗尽层的宽度取决于施加在其上的电压。如果施加正向偏置电压,即施加正侧并且施加负侧负电压,则耗尽宽度减小。超过一定的电压,它就完全消失了。

如果以这种方式施加相反的电压,耗尽层的宽度会增加。如下图所示。

简而言之,耗尽区是通过在P&N型半导体层中设置电压来实现的。该值可以更改。到目前为止,我们已经观察到电容和二极管在 ode 偏置中的相似之处。

二极管中的耗尽区水平就像电容器中的电介质。就像绝缘体一样工作,可防止电荷载流子从一侧流向另一侧。当向二极管施加反向偏置电压时,这些电荷载流子会聚在耗尽层的两侧。这种二极管具有一定的电容,称为结电容。

变容二极管专门设计用于通过允许其充当电容器来增加这种存储电荷载流子的能力。

变容二极管的特性:

变容二极管的典型曲率如下图所示。如图所示,耗尽区随着反向偏置电压的增加而增加。并且降低了二极管的电容。

变容二极管的应用:

由于不同电压和不同电容的特殊性,大多数矢量二极管用于频率调制或调谐电路,其中电容的值决定了制造,调制频率。

它的一些用途如下:

自动频率控制器 (AFC)。

倍频器。

带通滤波器。

谐波发生器。

超高频电视机。

高频无线电。

总结:

以上就是关于变容二极管的工作原理和主要特性内容,希望对大家有所帮助。变容二极管在实际电子电路中应用非常广泛,而且也很常见,可以多了解了解。

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