如何选择变容二极管（Varactor Diodes）？

芯情观察猿

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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。

 

图1.变容二极管的常见符号

 

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。

 

工作原理

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。

 

 

图2.变容二极管理论模型

 

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。

 

图3.变容二极管压控特性

 

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。

 

主要用途

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。

 

应用选型

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。

 

图4.用于VHF波段的变容二极管典型性能

 

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。

bobde163

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？

niuyite

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！