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類型分類：: 科普知識

數據分類：: 二極管

變容二極管的構造原理

發布日期：2022-10-09 點擊率：77

【導讀】本文主要全部涉及光接收器靈敏度，其中包括由于幅度和時序上的隨機噪聲和符號間干擾（ISI）的積累而可能對功率輸出產生的影響。該分析基于正常的接收器靈敏度，假設理想輸入信號的干擾可忽略不計，例如ISI，上升/下降時間，抖動和發射器相對強度噪聲（RIN）。

變容二極管（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，變容二極管的電容量一般較小，其值為幾十皮法到幾百皮法，區容與小電容之比約為5:1。它主要在高頻電路中用作自動調諧、調頻、調相等、例如在電視接收機的調諧回路中作可變電容。

作用特點

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

變容二極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。

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變容二極管有沒有正負極以及如何判斷正負極

變容二極管與反向偏壓

2、變容二極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定的變容二極管的電容量范圍。數據表將顯示小值、標稱值及值，這些經常繪在圖上。

變容二極管又稱“可變電抗二極管”。所用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。變容二極管具有與襯底材料電阻率有關的串聯電阻。

是變容二極管的電路圖形符號。

變容二極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。

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。

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構造原理

變容二極管的構造原理、簡化等效電路及電路符號

變容二極管的構造原理

參見圖1（a）。從本質上講，它屬于反偏壓的二極管，其結電容就是耗盡層的電容。可近似反耗盡層視為平行板電容器，兩個導電板之間有介質。因此，結電容C1的容量與耗盡層的寬度d成反比，有公式C1∝1/d，又因為d與反向偏壓VR的n次方成正比（n是與摻雜濃度有關的常數），故C1∝1/VRn，因此，反向偏壓愈高，耗盡區就愈寬，而結電容量愈小。反之亦然。（a）圖中，VR1＞VR2，故d2＞d1，Cj2＜Cj1。

變容二極管的簡化等效電路及電路符號分別如圖1（b）、（c）所示。圖中用一只可變電容來表示結電容。R2是半導體材料的電阻。

正負極區分

選擇500型萬用表的R&TImes;1k檔。首先將紅表筆接一端，黑表筆接另一端，若測得電阻值為6.5kΩ，與此同時記下表針倒數偏轉格數n′≈19.7格。然后交換管腳位置后重新測量，電阻值變成無窮大。由此判定次為正向接法，正向電阻為6.5kΩ，正向導通電壓VF=0.03V/格&TImes;9.7格=0.59V。第二次則屬于反向接法。該管子具有單向導電性，并且靠近紅色環的管腳為正極。欲測量變容二極管的結電容，可選用100pF量程的線性電容表。

特性參數

①反向工作電壓VR：是指加在變容二極管兩端的反向電壓不能超過的電壓允許值。

②反向擊穿電壓VB。：在施加反向電壓的情況下，使變容二極管擊穿的電壓。

③結電容C：它是指在一特定的反偏壓下，變容二極管內部PN結的電容。

④結電容變化范圍：在工作電壓范圍內結電容的變化范圍。

⑤電容比：是指結電容變化范圍內的電容與小電容之比。

⑥Q值：是變容二極管的品質因數，它反映了對回路能量的損耗。

故障表現

變容二極管發生故障，主要表現為漏電或性能變差：

（1）發生漏電現象時，高頻調制電路將不工作或調制性能變差。

（2）變容性能變差時，高頻調制電路的工作不穩定，使調制后的高頻信號發送到對方被對方接收后產生失真。

出現上述情況之一時，就應該更換同型號的變容二極管。