Варикапи

Варикапи – це напівпровідниковий діод, в якому використовується залежність ємності p-n переходу від зворотної напруги, тобто це елемент з електрично керуваною величиною електроємності. Напівпровідниковим матеріалом для виготовлення варикапів служить Si. При зміні напруги на p-n переході змінюється заряд в подвійному електричному шарі, що еквівалентно деякій ємності

.

Ємність, яка виникає при прямому зміщенні називається дифузійною і її можна визначити за виразом

,

де t – стала часу.

Ця ємність не використовується, оскільки при прямому зміщенні протікає відносно великий струм і тому вона характеризується широкою

Залежність бар’єрної ємності від напруги на p-n переході можна визначити за виразом

, (2.2)

де – відносна діелектрична проникність напівпровідника;

– діелектрична стала;

– контктна різниця потенціалів;

– зворотна напруга.

У відповідності з виразом (2.2) можна побудувати вольт-амперну характеристику варикапа (рис. 2.7).

Рисунок 2.7 – Вольт-фарадна характеристика варикапа і його позначення на електричних схемах

Основними параметрами варикапів є максимальна загальна ємність варикапа С_ВМАХ, яка визначається найчастіше при невеликих зворотніх напругах (-2…-4 В). Коефіцієнт перекриття ємності К_С = С_МАХ /С_MIN. Для більшості варикапів С_ВМАХ =10…500 пФ, а коефіцієнт перекриття ємності К_С = 2…20 пФ. До параметрів відносяться також добротність варикапа, яка для широкорозповсюджених варикапів рівняється біля 50.

Варикапи використовуються в приладах керування частотою та фазою ВЧ та НВЧ коливань, у системах автоматичного підстроювання частоти та дистанційного керування, в параметричних підсилювачах з малим рівнем власних шумів.

Варикапи, які використовуються в помножувачах частоти і характеризуються значною нелінійністю ВАХ називаються варакторами.