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變?nèi)荻O管（電壓變化而改變結電容的半導體）

次瀏覽 | 更新時間：2023-05-22

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變?nèi)荻O管

電壓變化而改變結電容的半導體

變?nèi)荻O管(Varactor Diodes)又稱"可變電抗二極管"，是利用pN結反偏時結電容大小隨外加電壓而變化的特性制成的。反偏電壓增大時結電容減小、反之結電容增大，變?nèi)荻O管的電容量一般較小，其最大值為幾十皮法到幾百皮法，最大區(qū)容與最小電容之比約為5:1。它主要在高頻電路中用作自動調(diào)諧、調(diào)頻、調(diào)相等、例如在電視接收機的調(diào)諧回路中作可變電容。

基本信息

中文名	變?nèi)荻O管
外文名	Varactor Diodes
別名	可變電抗二極管
主要參量	零偏結電容、零偏壓優(yōu)值等
電容范圍	幾十pF到幾百pF
應用	高頻電路

收起

主要參量

主要參量是：零偏結電容、零偏壓優(yōu)值、反向擊穿電壓、中心反向偏壓、標稱電容、電容變化范圍（以皮法為單位）以及截止頻率等。

功能特點

變?nèi)荻O管與反向偏壓

1、變?nèi)荻O管的作用是利用PN結之間電容可變的原理制成的半導體器件，在高頻調(diào)諧、通信等電路中作可變電容器使用。

變?nèi)荻O管屬于反偏壓二極管，改變其PN結上的反向偏壓，即可改變PN結電容量。反向偏壓越高，結電容則越少，反向偏壓與結電容之間的關系是非線性的，如右圖所示。

2、變?nèi)荻O管的電容值與反向偏壓值的關系圖解：

(a)反向偏壓增加，造成電容減少；

(b)反向偏壓減少，造成電容增加。

電容誤差范圍是一個規(guī)定的變?nèi)荻O管的電容量范圍。數(shù)據(jù)表將顯示最小值、標稱值及最大值，這些經(jīng)常繪在圖上。

工作原理

變?nèi)荻O管(Varactor Diodes)為特殊二極管的一種。當外加順向偏壓時，有大量電流產(chǎn)生，PN（正負極）結的耗盡區(qū)變窄，電容變大，產(chǎn)生擴散電容效應；當外加反向偏壓時，則會產(chǎn)生過渡電容效應。但因加順向偏壓時會有漏電流的產(chǎn)生，所以在應用上均供給反向偏壓。

變?nèi)荻O管也稱為壓控變?nèi)萜鳎歉鶕?jù)所提供的電壓變化而改變結電容的半導體。也就是說，作為可變電容器，可以被應用于FM調(diào)諧器及TV調(diào)諧器等諧振電路和FM調(diào)制電路中。

其實我們可以把它看成一個PN結，我們想，如果在PN結上加一個反向電壓V（變?nèi)荻O管是反向來用的），則N型半導體內(nèi)的電子被引向正極，P型半導體內(nèi)的空穴被引向負極，然后形成既沒有電子也沒有空穴的耗盡層，該耗盡層的寬度我們設為d，隨著反向電壓V的變化而變化。如此一來，反向電壓V增大，則耗盡層d變寬，二極管的電容量C就減少（根據(jù)C=kS/d），而反向電壓減小，則耗盡層寬d變窄，二極管的電容量變大。反向電壓V的改變引起耗盡層的變化，從而改變了壓控變?nèi)萜鞯慕Y容量C。達到了目的。

變?nèi)荻O管是利用PN結之間電容可變的原理制成的半導體器件，在高頻調(diào)諧、通信等電路中作可變電容器使用。

變?nèi)荻O管有玻璃外殼封裝（玻封）、塑料封裝（塑封）、金屬外殼封裝（金封）和無引線表面封裝等多種封裝形式、如圖4-18所示。通常，中小功率的變?nèi)荻O管采用玻封、塑封或表面封裝，而功率較大的變?nèi)荻O管多采用金封。常用變?nèi)荻O管參數(shù)。

用途材料

常見用途

材料多為硅或砷化鎵單晶，并采用外延工藝技術。反偏電壓愈大，則結電容愈小。變?nèi)荻O管具有與襯底材料電阻率有關的串聯(lián)電阻。對于不同用途，應選用不同C和Vr特性的變?nèi)荻O管，如有專用于諧振電路調(diào)諧的電調(diào)變?nèi)荻O管、適用于參放的參放變?nèi)荻O管以及用于固體功率源中倍頻、移相的功率階躍變?nèi)荻O管等。

用于自動頻率控制（AFC）和調(diào)諧用的小功率二極管稱變?nèi)荻O管。通過施加反向電壓，使其PN結的靜電容量發(fā)生變化。因此，被使用于自動頻率控制、掃描振蕩、調(diào)頻和調(diào)諧等用途。通常，雖然是采用硅的擴散型二極管，但是也可采用合金擴散型、外延結合型、雙重擴散型等特殊制作的二極管，因為這些二極管對于電壓而言，其靜電容量的變化率特別大。結電容隨反向電壓VR變化，取代可變電容，用作調(diào)諧回路、振蕩電路、鎖相環(huán)路，常用于電視機高頻頭的頻道轉換和調(diào)諧電路，多以硅材料制作。

用于調(diào)諧電路

二極管用于調(diào)諧電路

如右圖所示，改變不同的R2，二極管(D)的反向電壓被改變，這會引起二極管的電容量改變。因此改變諧振頻率其中的變?nèi)荻O管就可調(diào)出并聯(lián)諧振帶通濾波器中所需電容量的全部變化范圍。

其他信息

變?nèi)荻O管圖片

常用的國產(chǎn)變?nèi)荻O管有2CC系列和2CB系列，下表為其主要參數(shù)。

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