如何选择变容二极管(Varactor Diodes)?
<p data-pid="tWTFfS71">在二极管大家族中,变容二极管(Varactor Diodes、Varicap Diodes,Tunning Diode)属于异类,在PN结反偏时结电容随外加电压的变化而变化,即反偏电压增大时结电容减小,反之结电容增大。</p><p data-pid="tWTFfS71"> </p>
<figure data-size="normal"><img data-actualsrc="https://pic4.zhimg.com/v2-47aa47fc8093c2ed6cce78234568690b_b.jpg" data-lazy-status="ok" data-original="https://pic4.zhimg.com/v2-47aa47fc8093c2ed6cce78234568690b_r.jpg" data-rawheight="169" data-rawwidth="668" data-size="normal" src="https://pic4.zhimg.com/80/v2-47aa47fc8093c2ed6cce78234568690b_720w.jpg" width="668" />
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<p>图1.变容二极管的常见符号</p>
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<p data-pid="jy_E7Kfb">由于独特的压控性能,变容二极管主要用于高频电路的自动调谐、调频、调相等、最常见的应用例子是电视机调谐器、FM收音机调制电路,还有热敏晶振等压控振荡器件。</p>
<p data-pid="pvBJkmB5"> </p>
<p data-pid="pvBJkmB5"><b>工作原理</b></p>
<p data-pid="K8CY4RjM">虽然名称是二极管,变容二极管本质上属于电容器,是一种采用半导体材料制作的电压控制型可变电容器,因此也有压控电容器(Varicap, Voltcap)的称谓。</p>
<p data-pid="K8CY4RjM"> </p>
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<figure data-size="normal"><img data-actualsrc="https://pic1.zhimg.com/v2-d339bf0e6452b614095a3d903002d270_b.jpg" data-lazy-status="ok" data-original="https://pic1.zhimg.com/v2-d339bf0e6452b614095a3d903002d270_r.jpg" data-rawheight="399" data-rawwidth="600" data-size="normal" src="https://pic1.zhimg.com/80/v2-d339bf0e6452b614095a3d903002d270_720w.jpg" width="600" />
<figcaption>图2.变容二极管理论模型</figcaption>
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<p data-pid="bIo4CC5h">理论上,我们可以把变容二极管看成一个PN结,如果在PN结上加一个反向电压V(变容二极管是反向来用的),则N型半导体内的电子被引向正极,P型半导体内的空穴被引向负极,然后形成既没有电子也没有空穴的耗尽层。该耗尽层的宽度随反向电压V的变化而变化,反向电压V增大,则耗尽层变宽,二极管的电容量C就减少;如果反向电压减小,则耗尽层宽度变窄,二极管的电容量变大。</p>
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<figure data-size="normal"><img data-actualsrc="https://pic3.zhimg.com/v2-dcd2086092b14b7d5a4f43bb2c403602_b.jpg" data-lazy-status="ok" data-original="https://pic3.zhimg.com/v2-dcd2086092b14b7d5a4f43bb2c403602_r.jpg" data-rawheight="396" data-rawwidth="431" data-size="normal" src="https://pic3.zhimg.com/80/v2-dcd2086092b14b7d5a4f43bb2c403602_720w.jpg" width="431" />
<figcaption>图3.变容二极管压控特性</figcaption>
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<p data-pid="1O4_il3v">这样,通过改变反向电压V大小,就引起了耗尽层宽度的变化,从而改变了变容二极管的结容量,实现了控制电容大小的目的。</p>
<p data-pid="1O4_il3v"> </p>
<p data-pid="XkEiWkut"><b>主要用途</b></p>
<p data-pid="Bs1g2Q-N">变容二极管主要输出电压控制的电容值,在RF电路中用作自动调谐、调频、调相等。在FR滤波器、压控振荡器(VCO)中,变容二极管也有大量应用。(1)FR滤波器:作为前端接收机电路的追踪滤波器,追踪接收到的输入信号的频率变化。(2)压控振荡器(VCO):VCO在很多领域应用广泛,例如带有锁相环(PLL)的振荡器,这在大多数无线接收器和无线电应用中很常见。</p>
<p data-pid="Bs1g2Q-N"> </p>
<p data-pid="3tzJCIUL"><b>应用选型</b></p>
<p data-pid="ffHgscCK">选择变容二极管时,一般关注配置、最大反向耐压(Vr)、反向电流(Ir)、结电容(CT)、电容比及条件、等效串联电阻(Rs)、工作温度范围、封装规格等。变容二极管的电容值一般比较小,范围为几pF到几百pF,最大电容与最小电容之比值大约为1.47-19.5之间。</p>
<p data-pid="ffHgscCK"> </p>
<figure data-size="normal"><img data-actualsrc="https://pic1.zhimg.com/v2-d56d187e49b4ef94c988ad8f24d0adf8_b.jpg" data-lazy-status="ok" data-original="https://pic1.zhimg.com/v2-d56d187e49b4ef94c988ad8f24d0adf8_r.jpg" data-rawheight="510" data-rawwidth="1080" data-size="normal" src="https://pic1.zhimg.com/80/v2-d56d187e49b4ef94c988ad8f24d0adf8_720w.jpg" width="1080" />
<figcaption>图4.用于VHF波段的变容二极管典型性能</figcaption>
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<p data-pid="d3DGX56u"> </p>
<p data-pid="d3DGX56u">封装上,中小功率的变容二极管多采用玻封、塑封,功率较大的变容二极管多采用金属封,外形规格有SOD-532、SOD-323、SOT-23(SOT-23-3)、SOD-882。变容二极管与普通二极管一样,工作于-55℃到+125℃温度范围内。选型时要注意工作频带等环境因素,电容-电压线性度要好,结电容的容差、结电容的温度系数、串联等效电阻(Rs)应尽可能小。</p>
<p>那从理论模型来看,我们普通常用的二极管像1N4148这些也有一样的特性?</p>
<p>现在的数字电路很少用用到变容二极管,相对这方面的知识经验分享也不多,感谢楼主!</p>
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