Dioda pojemnościowa

Dioda pojemnościowa w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Dioda pojemnościowa – dioda półprzewodnikowa, w której wykorzystuje się zjawisko zmiany pojemności złącza p-n pod wpływem zmiany napięcia przyłożonego w kierunku zaporowym. Zmiana pojemności diody jest bardzo niewielka, zwykle od 6 pF do 20 pF, przy zmianach napięcia od 2 do 20 V[1].

Konstrukcja złączy stosowanych w diodach pojemnościowych jest specjalnie przystosowana do wykorzystania tej właściwości; diody pojemnościowe są wykonywane zazwyczaj z krzemu lub arsenku galu. Diody pojemnościowe są zoptymalizowane pod względem możliwości wykorzystania pojemności barierowej złącza.

Wyróżnia się dwa rodzaje diod pojemnościowych:

  • warikapy (od ang. variable capacitance, zmienna pojemność), o pojemności 10–500 pF, używane głównie w układach automatycznego strojenia jako elementy obwodów rezonansowych,
  • waraktory (od ang. variable reactance, zmienna reaktancja), o pojemności 0,2–20 pF, używane głównie w zakresie wysokich częstotliwości, jak również mikrofalowym (5–200 GHz); znajdują zastosowanie na przykład w powielaczach częstotliwości. Symbol diody pojemnościowej (A – anoda, K – katoda)

.Właściwości techniczne i dopuszczalne wartości graniczne dla warikapów:

  • Cj - pojemność diody przy odwrotnym biasie i odwrotnej częstotliwości (zwykle przy wartości napięcia zbliżonej do maksymalnej),
  • Rs - rezystancja szeregowa diody lub jej wartość Q przy ustalonej wartości napięcia wstecznego i częstotliwości wstecznej,
  • VRmax - maksymalne stałe napięcie wsteczne,
  • VRMmax - maksymalne szczytowe stałe napięcie wsteczne,
  • IFmax - maksymalny stały bias,
  • Tj - dopuszczalna temperatura złącza.[2]

Spis treści

Charakterystyka diody pojemnościowej | edytuj kod

Zależność pojemności diody od napięcia

Diodę charakteryzują dwie skrajne pojemności, C t m i n {\displaystyle C_{t_{min}}} i C t m a x . {\displaystyle C_{t_{max}}.} Pojemność:

  • C t m i n {\displaystyle C_{t_{min}}} jest osiągana dla dużych napięć; U 2 {\displaystyle U_{2}} jest bliskie maksymalnemu napięciu wstecznemu
  • C t m a x {\displaystyle C_{t_{max}}} na ogół określa się przy zerowym lub bliskim zeru napięciu polaryzacji diody U 1 . {\displaystyle U_{1}.}

Pojemność C t {\displaystyle C_{t}} jest w przybliżeniu proporcjonalna do U − n {\displaystyle U^{-n}} gdzie n {\displaystyle n} = 0,2–0,5 w zależności od materiału i konstrukcji złącza.

Przy budowaniu diod pojemnościowych dąży się do zmaksymalizowania współczynnika przestrajania:

K = C t m a x C t m i n . {\displaystyle K={\frac {C_{t_{max}}}{C_{t_{min}}}}.}

Parametr, który określa jak zmienia się pojemność w wyniku zmiany napięcia, nazywany jest czułością i definiowany jest zależnością:

α = 1 C t Δ C t Δ U . {\displaystyle \alpha ={\frac {1}{C_{t}}}{\frac {\Delta C_{t}}{\Delta U}}.}

Pojemność diody pojemnościowej określa wzór:

C j ( u ) = C j 0 ( 1 − u V j ) m , {\displaystyle C_{j}(u)={\frac {C_{j_{0}}}{(1-{\frac {u}{V_{j}}})^{m}}},}

gdzie:

V j {\displaystyle V_{j}} – parametr opisujący wysokość bariery potencjału diody, u {\displaystyle u} – napięcie przyłożone do diody, m {\displaystyle m} – współczynnik, który dla złączy skokowych przyjmuje wartość 1/2, a dla złączy liniowych 1/3.

Zastosowanie | edytuj kod

Diody pojemnościowe stosowane są jako kondensatory sterowane napięciem. Są również powszechnie stosowane w oscylatorach sterowanych napięciem, wzmacniaczach parametrycznych i mnożnikach częstotliwości[3].

Zobacz też | edytuj kod

Przypisy | edytuj kod

  1. ↑ John Watson: Elektronika. Rozdział 8.3, 2002.
  2. ↑ y, Variable Capacitance Diode - Characteristic, Symbol, Definition, 911 Electronic, 29 lipca 2015 [dostęp 2021-02-04]  (ang.).
  3. ↑ Electronics 40, mysite.du.edu [dostęp 2020-04-23] .
Kontrola autorytatywna (dioda półprzewodnikowa):
Na podstawie artykułu: "Dioda pojemnościowa" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy