Варикап (англ. varactor diode, от variable resistor-capacitor) – это полупроводниковый диод, обладающий переменной емкостью.
Работа варикапа основана на изменении емкости p-n перехода при изменении обратного напряжения. Когда обратное напряжение на варикапе изменяется, изменяется ширина зоны пространственного заряда, расположенной вблизи p-n перехода, что приводит к изменению емкости.
Основными характеристиками варикапа являются емкость, добротность и диапазон рабочих частот.
Емкость варикапа зависит от напряжения на p-n переходе и обычно указывается для определенного обратного напряжения. Обычно варикапы имеют емкость в диапазоне от десятков до сотен пикафарад для рабочих напряжений от нескольких вольт до нескольких десятков вольт.
Добротность варикапа определяет, насколько хорошо варикап сохраняет энергию колебаний в контуре, в котором он используется. Она зависит от потерь энергии в варикапе и соответствующих компонентах контура. Чем ниже потери, тем выше добротность контура и тем более эффективно он может выполнять заданные функции.
Добротность варикапов обычно достаточно высока для большинства применений, особенно для работы в высокочастотных диапазонах. Однако, для некоторых требовательных приложений есть особенности, которые могут повлиять на добротность варикапов, такие как ёмкостный дрейф во времени, неопределенность токовых потерь и контактные потери на p-n переходе.
Как правило, при выборе варикапа для конкретного применения, нужно учитывать добротность контура, чтобы обеспечить оптимальную эффективность работы устройства. Для этого можно использовать специальные способы повышения добротности, например, параллельное соединение нескольких варикапов в качестве ёмкости с высокой точностью согласования.
Диапазон рабочих частот определяется диапазоном изменения емкости варикапа и зависит от его конструктивных характеристик.
Кроме того, варикапы имеют некоторые дополнительные характеристики, такие как температурная стабильность, линейность изменения емкости, сопротивление, максимальная рабочая температура и др. Все эти характеристики важны при выборе варикапа для конкретного применения.
В зависимости от применения и устройства, варикапы могут быть различными:
— По типу материала:
— Кремниевые варикапы – широко используются в настоящее время. Они имеют большой диапазон рабочих частот и обычно более высокую емкость, чем германиевые варикапы.
— Германиевые варикапы – обладают более высокой частотой разрыва и более низкой емкостью, чем кремниевые варикапы.
— По конструктивному исполнению:
— Дискретные варикапы – используются в различных радиоэлектронных устройствах и можно купить в виде отдельных компонентов.
— Интегральные схемы с варикапами – используются в современных электронных приборах, позволяют получать более высокие рабочие частоты и обеспечивают более точное соответствие требуемым характеристикам.
Варикап используется в различных электронных схемах, таких как частотные фильтры, генераторы сигналов, усилители и др.
В частотных фильтрах варикапы используются для изменения резонансной частоты контура. В радиопередатчиках варикапы применяются для генерации и изменения частоты радиосигнала.
Таким образом, варикапы являются важными элементами в электронной технике, используемые для генерации, управления и изменения высокочастотных сигналов, а также в других приложениях, требующих изменения ёмкости.
Загрузка...