Dioda pojemnościowa

Symbol diody pojemnościowej (A – anoda, K – katoda)

Dioda pojemnościowa – dioda półprzewodnikowa, w której wykorzystuje się zjawisko zmiany pojemności złącza p-n pod wpływem zmiany napięcia przyłożonego w kierunku zaporowym.

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 (od variable capacitance, zmienna pojemność), o pojemności rzędu 10-500 pF, używane głównie w układach automatycznego strojenia jako elementy obwodów rezonansowych.
• Waraktory (od variable reactor, 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

Zależność pojemności diody od napięcia

Diodę charakteryzują dwie skrajne pojemności: $C_{t_{min}}$ oraz $C_{t_{max}}$.

Pojemność $C_{t_{min}}$ jest osiągana dla dużych napięć: $U_2$ jest bliskie maksymalnemu napięciu wstecznemu. Pojemność $C_{t_{max}}$ na ogół określa się przy zerowym lub bliskim zeru napięciu polaryzacji diody $U_1$ – pojemność ta jest rzędu pikofaradów.

Pojemność $C_t$ jest w przybliżeniu proporcjonalna do $U^{-n}$; $n = 0{,}2 \div 0{,}5$ 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, ten określa jak zmienia się pojemność w wyniku zmiany napięcia, nazywany jest czułością i określony 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:

• $V_{j}$ – 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

• kondensator
• elektronika