变容二极管基本特性与参数有关_变容二极管基本特性与参数

压敏电阻是一种非线性电容元件,利用PN结电容随外加偏压变化的特性制成。它广泛应用于参量放大器、自动频率控制(AFC)、电子调谐和倍频器等微波电路中。压敏电阻主要是通过结构设计和工艺等一系列方式突出电容和电压之间的非线性关系,提高Q值以适应应用。

变容二极管也叫“可变电抗二极管”。所用材料多为硅或砷化镓单晶,采用外延技术。反向偏置电压越大,结电容越小。变容二极管具有与衬底材料的电阻率相关的串联电阻。

变容二极管的基本特性:变容二极管的外部条件与齐纳二极管相似,必须工作在反向偏压区(齐纳二极管工作在反向击穿状态)。当在变容二极管两端施加反向电压时,其内部的PN结会变厚,如图8-1所示。反向电压越高,PN结越厚。由于PN结阻止电流通过,变容二极管工作时处于关断状态。这里,PN结相当于普通电容器两极板之间的绝缘介质,

P型半导体和N型半导体相当于一个普通电容的两个极板,也就是说,处于截止状态的变容二极管内部会形成一个相当于平行板电容的结构,这个“电容”叫做结电容。普通二极管的P型半导体和N型半导体比较小,形成的结电容很小,可以忽略不计。而变容二极管在制造时特别加大了P型半导体和N型半导体的面积,从而增大了结电容,大大增强了反向偏置条件下的容量和变容效应。

变容二极管的结电容与反向电压有关。反向电压越高,结电容越小。反向电压越低,结电容越大。结电容与反向电压的关系曲线如图8-2所示,直观地显示了变容二极管两端反向电压与结电容的变化规律。从图中可以看出,结电容和反向电压之间的关系是非线性的。为了克服非线性,在实际应用中可以采用校正网络、高偏置电压和多环路等措施。

变容二极管可以看作是一个小容量的可变电容器。可以通过在调谐电路中连接变容二极管并控制施加到变容二极管的反向电压来改变频率。变容二极管制作的电子调谐器结构简单,接触可靠,制造方便,可实现远程控制和精确调谐。目前已广泛应用于彩电、调频接收机和各种通信设备中。此外,变容二极管可用于实现频率调制、扫描振荡、自动频率微调和相位控制。

变容二极管主要特性参数最大反向工作电压VR:指施加在变容二极管两端的反向电压不能超过的允许电压。

反向击穿电压VB。施加反向电压时导致变容二极管击穿的电压。

结电容c:指变容二极管内部PN结在特定反向偏置下的电容。

结电容变化范围:结电容在工作电压范围内的变化范围。

电容比:指结电容变化范围内最大电容与最小电容的比值。

Q值:是变容二极管的品质因数,反映环路能量的损耗。

变容二极管的结构与普通二极管相似,其符号如图6所示。

几种常用变容二极管的模型参数见表1。