Kolekcje

Dioda Varactor lub dioda Varicap

Dioda Varactor lub dioda Varicap


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Diody Varactor lub varicap są używane głównie w obwodach o częstotliwości radiowej lub RF, aby zapewnić zmienną pojemność sterowaną napięciem. Te elementy elektroniczne mogą być używane na wiele różnych sposobów, w których poziom pojemności musi być kontrolowany przez napięcie.

Diody waraktorowe mogą być używane nie tylko do analogowej kontroli napięcia, na przykład w pętli z synchronizacją fazy, ale mogą być również używane w połączeniu z mikroprocesorami, w których napięcie może być generowane cyfrowo, a następnie konwertowane na napięcie analogowe w celu sterowania diodą za pomocą konwertera cyfrowo-analogowego ADC.

W rzeczywistości zastosowania diod waraktorowych są prawie nieograniczone i są używane w wielu różnych obwodach do różnych zastosowań obwodów, do ogólnego projektowania obwodów elektronicznych, a także projektowania RF.

Chociaż używane są obie nazwy: dioda varactor i varicap, obie mają tę samą postać diody. Nazwa varactor oznacza zmienny reaktor lub reaktancję, a varicap oznacza zmienną pojemność (var-cap).

Zastosowania diody Varactor

Diody Varactor są szeroko stosowane w wielu projektach RF. Zapewniają metodę zmiany pojemności w obwodzie poprzez zastosowanie napięcia sterującego. Daje im to niemal unikalne możliwości, w wyniku czego diody zmiennoprądowe są szeroko stosowane w przemyśle RF.

Chociaż diody varactor lub diody varicap mogą być używane w wielu różnych obwodach, znajdują zastosowanie w dwóch głównych obszarach:

  • Oscylatory sterowane napięciem, VCO: Oscylatory sterowane napięciem są używane w wielu różnych konstrukcjach RF. Jednym z głównych obszarów jest oscylator w fazowanych zamkniętych pętlach. Te z kolei mogą być używane jako demodulatory FM lub w syntezatorach częstotliwości. Dioda waraktorowa jest kluczowym elementem oscylatora sterowanego napięciem.
  • Filtry RF: Zastosowanie diod varactor umożliwia dostrojenie filtrów. Filtry śledzące mogą być potrzebne w obwodach czołowych odbiornika, gdzie umożliwiają one filtrom śledzenie częstotliwości odbieranego sygnału przychodzącego. Ponownie można to kontrolować za pomocą napięcia sterującego. Zwykle można to zapewnić pod kontrolą mikroprocesora za pośrednictwem przetwornika cyfrowo-analogowego.
  • Modulatory częstotliwości i fazy: Diody Varactor mogą być używane w modulatorach częstotliwości i fazy. W modulatorach częstotliwości można je umieszczać w poprzek elementu rezonansowego w generatorze i doprowadzać dźwięk do diody. W ten sposób jego pojemność będzie się zmieniać zgodnie z dźwiękiem, powodując przesuwanie się częstotliwości sygnału w górę iw dół zgodnie ze zmianami pojemności, a zatem zgodnie z dźwiękiem.

    W przypadku modulacji fazy sygnał o stałej częstotliwości może być przepuszczany przez sieć z przesunięciem fazowym, a dioda jest wbudowana w jego. Ponownie, do diody doprowadzany jest dźwięk, co powoduje przesunięcie fazy zgodnie ze zmianami sygnału audio.

Jeśli chodzi o obwody, w których stosowane są diody waraktorowe, obejmują one oscylatory pętli synchronizacji fazowej, a zatem wiele typów syntezatorów częstotliwości, w filtrach, w których sterowanie częstotliwością filtra musi być sterowane cyfrowo. Mogą być nawet używane w niektórych typach obwodów powielacza harmonicznych.

Działanie zmiennego kondensatora

Kluczem do zrozumienia, jak działa dioda varactor lub varicap, jest przyjrzenie się, czym jest kondensator i co może zmienić pojemność. Jak widać na poniższym schemacie, kondensator składa się z dwóch płytek z izolującym dielektrykiem między nimi.

. pojemność i ilość ładunku, który można zmagazynować, zależy od powierzchni płytek i odległości między nimi. .

Pojemność kondensatora zależy od powierzchni płytek - im większy obszar, tym większa pojemność, a także odległość między nimi - im większa odległość, tym mniejszy poziom pojemności.

Dioda spolaryzowana odwrotnie nie ma prądu płynącego między obszarem typu P a obszarem typu N. Region typu N i region typu P mogą przewodzić elektryczność i można je uważać za dwie płyty, a obszar między nimi - obszar zubożenia to izolujący dielektryk. To jest dokładnie to samo, co kondensator powyżej.

Jak w przypadku każdej diody, jeśli zmieniane jest odwrócenie polaryzacji, zmienia się również rozmiar obszaru zubożenia. Jeśli napięcie wsteczne na waraktorze lub diodzie varicap zostanie zwiększone, obszar zubożenia diody wzrośnie, a jeśli napięcie wsteczne na diodzie varactor zostanie zmniejszone, obszar zubożenia zwęża się. Dlatego zmieniając odwrotną polaryzację na diodzie, można zmienić pojemność.

Dioda varactor ma nieliniową krzywą pojemności - pojemność diody varactor jest odwrotnie proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego napięcia na niej. Oznacza to, że początkowe zmiany napięcia wstecznego powodują znacznie większą zmianę pojemności niż te przy wyższych napięciach.

Symbol obwodu Varactor lub varicap

Dioda varactor lub dioda varicap jest pokazana na schematach obwodów lub schematach za pomocą symbolu, który łączy symbole diody i kondensatora. W ten sposób jest oczywiste, że jest używany jako zmienny kondensator, a nie prostownik.

Podczas pracy z dowolnym projektem obwodu elektronicznego konieczne jest zapewnienie, że dioda waraktorowa pozostaje spolaryzowana wstecz. Oznacza to, że katoda będzie dodatnia względem anody, tj. Katoda waraktora będzie bardziej dodatnia niż anoda. W ten sposób waraktor będzie działał jako kondensator, a nie dioda w obwodzie.

Obwód zastępczy diody Varactor

Jak każdy inny element, dioda varactor nie jest idealnym kondensatorem, ale zawiera różne zbłąkane elementy. Odnosi się to do diody waraktorowej, w związku z czym przydatna jest możliwość modelowania diody jako obwodu zastępczego. Kondensator i zbłąkane elementy należy zrozumieć i uwzględnić w projekcie obwodu elektronicznego.

Można zauważyć, że istnieje kilka elementów w obwodzie zastępczym diody waraktorowej - różne elementy obwodu reprezentują główne elementy, które są widoczne, gdy dioda jest używana.

Różne elementy są następujące:

  • dojot (V): Ten element diody varactor reprezentuje rzeczywistą zmienną pojemność złącza, która jest głównym wymaganym elementem diody.
  • RS (V): Jest to rezystancja szeregowa w diodzie i zmienia się w zależności od przyłożonego napięcia.
  • doP.: Ten element obwodu reprezentuje pojemność pasożytniczą, wynikającą głównie z pojemności wokół samego złącza diody podstawowej. Przyczyniają się do tego przewody łączące w pakiecie.
  • LP.: Ta pojemność szeregowa wynika głównie z przewodów łączących w pakiecie diod waraktorowych. Chociaż jest mały, nadal będzie zauważalny w obwodach RF o wysokiej częstotliwości.

Rezystancja szeregowa z przewodów w diodzie jest pomijalna, zwłaszcza, że ​​dioda działa w układzie odwrotnym, a poziomy pojemności są stosunkowo małe i dlatego rezystancja szeregowa ma niewielki wpływ.

Rodzaje diod Varactor

Podczas badania wysokowydajnych diod waraktorowych pod kątem określonych zastosowań RF często można spotkać określenia „nagłe i hiperabularne diody waraktorowe”.

Określenia te odnoszą się do złącza, a tym samym do działania diody waraktorowej - diody hiperabrupt, jak sama nazwa wskazuje, charakteryzujące się bardzo ostrą zmianą domieszkowania, która powoduje bardzo gwałtowne połączenie - w rzeczywistości jest to złącze hiperabukłe!


Specyfikacje Varactor

Chociaż dioda waraktorowa jest utworzona ze złącza PN i ma te same podstawowe właściwości, istnieją pewne specyficzne specyfikacje i parametry, które są potrzebne do zdefiniowania jej działania jako zmiennej pojemności.

Specyfikacje te obejmują wartość pojemności i zachowanie przy zmianie pojemności i napięcia.

Duże znaczenie ma również charakterystyka przebicia wstecznego, ponieważ często potrzebne są dość wysokie napięcia wsteczne, aby zmniejszyć pojemność diody do wartości dolnych.

Innym bardzo ważnym parametrem jest współczynnik jakości lub Q diody, ponieważ może to mieć znaczący wpływ na wydajność całego obwodu. Niskie poziomy Q mogą zmniejszyć selektywność filtra lub niekorzystnie wpłynąć na szum fazowy oscylatora wykorzystującego waraktor.

Diody Varactor są bardzo użytecznymi komponentami, które mogą być używane na wiele różnych sposobów, szczególnie w obwodach RF. Możliwość kontrolowania pojemności w obwodzie poprzez zmianę napięcia ma bardzo wiele zastosowań i umożliwiła tworzenie takich elementów, jak pętle z synchronizacją fazową, pośrednie syntezatory częstotliwości, różne typy modulatorów częstotliwości i fazy oraz wiele innych obwodów.


Obejrzyj wideo: Varactor Diode Explained Working, Specifications and Applications of Varactor Diode (Może 2022).