變容二極管

變容二極管

電子配件
一種利用PN結電容(勢壘電容)與其反向偏置電壓Vr的依賴關系及原理制成的二極管。變容二極管有玻璃外殼封裝(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。變容二極管也稱為壓控變容器,是根據所提供的電壓變化而改變結電容的半導體。[1]變容二極管是利用PN結之間電容可變的原理制成的半導體器件,在高頻調諧、通信等電路中作可變電容器使用。
    中文名:變容二極管 外文名:Varactor Diodes 所屬品牌: 産品類型: 别名:可變電抗二極管 主要參量:零偏結電容、零偏壓優值等 電容範圍:幾十pF到幾百pF

導電特性

二極管最重要的特性就是單方向導電性。在電路中,電流隻能從二極管的正極流入,負極流出。下面通過簡單的實驗說明二極管的正向特性和反向特性。

正向特性

在電子電路中,将二極管的正極接在高電位端,負極接在低電位端,二極管就會導通,這種連接方式,稱為正向偏置。必須說明,當加在二極管兩端的正向電壓很小時,二極管仍然不能導通,流過二極管的正向電流十分微弱。隻有當正向電壓達到某一數值(這一數值稱為“門坎電壓”,又稱“死區電壓”,鍺管約為0.1V,矽管約為0.5V)以後,二極管才能直正導通。導通後二極管兩端的電壓基本上保持不變(鍺管約為0.3V,矽管約為0.7V),稱為二極管的“正向壓降”。

反向特性

在電子電路中,二極管的正極接在低電位端,負極接在高電位端,此時二極管中幾乎沒有電流流過,此時二極管處于截止狀态,這種連接方式,稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時,仍然會有微弱的反向電流流過二極管,稱為漏電流。當二極管兩端的反向電壓增大到某一數值,反向電流會急劇增大,二極管将失去單方向導電特性,這種狀态稱為二極管的擊穿。

工作原理

變容二極管(Varactor Diodes)為特殊二極管的一種。當外加順向偏壓時,有大量電流産生,PN(正負極)結的耗盡區變窄,電容變大,産生擴散電容效應;當外加反向偏壓時,則會産生過渡電容效應。但因加順向偏壓時會有漏電流的産生,所以在應用上均供給反向偏壓。

變容二極管也稱為壓控變容器,是根據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調諧器及TV調諧器等諧振電路和FM調制電路中。

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(變容二極管是反向來用的),則N型半導體内的電子被引向正極,P型半導體内的空穴被引向負極,然後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,随着反向電壓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,從而改變了壓控變容器的結容量C。達到了目的。

變容二極管是利用PN結之間電容可變的原理制成的半導體器件,在高頻調諧、通信等電路中作可變電容器使用。

變容二極管有玻璃外殼封裝(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,中小功率的變容二極管采用玻封、塑封或表面封裝,而功率較大的變容二極管多采用金封。常用變容二極管參數。

反向擊穿

齊納擊穿

反向擊穿按機理分為齊納擊穿和雪崩擊穿兩種情況。在高摻雜濃度的情況下,因勢壘區寬度很小,反向電壓較大時,破壞了勢壘區内共價鍵結構,使價電子脫離共價鍵束縛,産生電子-空穴對,緻使電流急劇增大,這種擊穿稱為齊納擊穿。如果摻雜濃度較低,勢壘區寬度較寬,不容易産生齊納擊穿。

雪崩擊穿

另一種擊穿為雪崩擊穿。當反向電壓增加到較大數值時,外加電場使電子漂移速度加快,從而與共價鍵中的價電子相碰撞,把價電子撞出共價鍵,産生新的電子-空穴對。新産生的電子-空穴被電場加速後又撞出其它價電子,載流子雪崩式地增加,緻使電流急劇增加,這種擊穿稱為雪崩擊穿。無論哪種擊穿,若對其電流不加限制,都可能造成PN結永久性損壞。

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