Dioda pojemnościowa

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Symbol diody pojemnościowej (A – anoda, K – katoda)

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, zazwyczaj od 6 pF do 20 pF, przy zmianach napięcia zazwyczaj 2–20 V[1].

Konstrukcja złączy stosowanych w diodach pojemnościowych jest specjalnie przystosowana do wykorzystania tej właściwości; półprzewodnik, 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 (z ang. variable capacitance, zmienna pojemność), o pojemności rzędu 10–500 pF, używane głównie w układach automatycznego strojenia jako elementy obwodów rezonansowych.
  • Waraktory (z ang. variable reactance, zmienna reaktancja), o pojemności rzędu 0,2–20 pF, używane głównie w zakresie wysokich częstotliwości, jak również mikrofalowym (5–200 GHz); znajdują zastosowanie np. w powielaczach częstotliwości.

Charakterystyka diody pojemnościowej[edytuj | edytuj kod]

Zależność pojemności diody od napięcia

Diodę charakteryzują dwie skrajne pojemności, Ctmin i Ctmax.

Pojemność Ctmin jest osiągana dla dużych napięć: U2 jest bliskie maksymalnemu napięciu wstecznemu. Pojemność Ctmax na ogół określa się przy zerowym lub bliskim zeru napięciu polaryzacji diodyU1 – pojemność ta jest rzędu pikofaradów.

Pojemność Ct jest w przybliżeniu proporcjonalna do U−n (n = 0,2–0,5) w zależności od materiału i konstrukcji złącza.

Przy budowaniu diod pojemnościowych dąży się do zmaksymalizowania współczynnika przestrajania, K = \frac{C_{t_{max}}}{C_{t_{min}}}. Parametr, który określa jak zmienia się pojemność w wyniku zmiany napięcia, nazywany jest czułością i definiowany jest zależnością \alpha = \frac{1}{C_t} \frac{\Delta C_t}{\Delta U}.

Pojemność diody pojemnościowej określa wzór:

C_{j}(u) = \frac{C_{j_{0}}}{(1 - \frac{u}{V_{j}})^m}

gdzie:

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

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. Elektronika; John Watson 2002 rozdział 8.3 dioda pojemnościowa