在二極管家族中,有一種二極管既不用作檢波、整流、放大、穩壓,也不用于續流,而是用作調諧回路、振蕩電路、鎖相環路的頻率控制元件,取代可變電容器。這種特殊的二極管就是變容二極管(Varactor Diode),簡稱變容管。
由于變容二極管的電容量較小,最大值為幾十到幾百pF,最大電容與最小電容之比約為5:1,一般用于高頻電路中的自動調諧、調頻、調相等。
變容二極管的三種不同標識符號
在電子電路中,變容二極管符號與普通二極管符號不但不同,而且還同時存在三個符號,需要引起注意。
變容二極管的工作原理
變容二極管材料多為單晶硅或砷化鎵,以外延工藝技術制成,一般施加反向電壓,來實現PN結靜電容量的變化。如果反向電壓V增大,二極管的電容量C就減少,反之則電容量變大。
作為一種用于自動頻率控制(AFC)和調諧的小功率二極管,變容二極管既可以是普通的硅擴散二極管,也可采用外延結合型、合金擴散型、雙重擴散型等特殊制作的二極管,只要這些二極管的靜電容量隨電壓的變化率特別大就OK。
在常見的直接調頻電路應用中,如果給變容二極管上加uΩ(t),Cj就會隨時間變化,該二極管相當于一個時變電容器。
變容管線性調頻原理
變容二極管的應用
變容二極管的電容是反偏電勢的函數,應用中應根據實際用途選用不同C和Vr數值的變容二極管,如有專用于諧振電路調諧的電調變容二極管、適用于參放的參放變容二極管以及用于固體功率源中倍頻、移相的功率階躍變容二極管等。
變容二極管的兩個典型應用電路
在左圖中,電容C1與變容二極管VD1結電容串聯,然后與L1并聯構成LC并聯諧振電路。正極性的直流電壓通過電阻R1加到VD1負極,當這一直流電壓大小變化時,給VD1加的反向偏置電壓大小改變,其結電容容量大小也改變,這樣LC并聯諧振電路的諧振頻率也隨之改變。
在右圖變容二極管調諧的LC振蕩電路中,耦合電感L2將射頻信號輸人到振蕩電路。該LC振蕩電路包括主電感L1、電容C1與變容二極管CR1的串聯電容。
至于電容C2,其作用是對調諧電壓Vin進行濾波。由于電子線路的雜散電容Cs是廣泛存在,這一點不應忘記。
變容二極管的封裝
在封裝上,變容二極管與普通二極管沒有區別,其中,中小功率的變容二極管采用塑料封裝(塑封)、玻璃外殼封裝(玻封)或表面封裝,而功率較大的變容二極管多采用金屬外殼封裝(金封)和無引線表面封裝等。
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