Dioda pojemnościowa

Dioda pojemnościowadioda 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].

Dioda pojemnościowa
Typ bierny
Symbol
Symbol
Symbol diody pojemnościowej

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]

Charakterystyka diody pojemnościowejEdytuj

 
Zależność pojemności diody od napięcia

Diodę charakteryzują dwie skrajne pojemności,   i   Pojemność:

  •   jest osiągana dla dużych napięć;   jest bliskie maksymalnemu napięciu wstecznemu
  •   na ogół określa się przy zerowym lub bliskim zeru napięciu polaryzacji diody  

Pojemność   jest w przybliżeniu proporcjonalna do   gdzie   = 0,2–0,5 w zależności od materiału i konstrukcji złącza.

Przy budowaniu diod pojemnościowych dąży się do zmaksymalizowania współczynnika przestrajania:

 

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

 

Pojemność diody pojemnościowej określa wzór:

 

gdzie:

  – parametr opisujący wysokość bariery potencjału diody,
  – napięcie przyłożone do diody,
  – współczynnik, który dla złączy skokowych przyjmuje wartość 1/2, a dla złączy liniowych 1/3.

ZastosowanieEdytuj

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

Zobacz teżEdytuj

PrzypisyEdytuj

  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].