变容二极管应用电路 变容二极管的作用 工作原理 参数 调频电路

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什么是变容二极管？变容二极管又称“可变电抗二极管”，是利用pN结反向时结电容随外加电压变化的特性制成的。当反向偏置电压增大时，结电容减小，反之结电容增大。变容二极管的电容一般很小，最大值在几十皮法到几百皮法。最大面积电容与最小电容之比约为51。

它主要用于自动调谐、频率调制和均衡的高频电路中，例如，作为电视接收机调谐回路中的可变电容器。

变容二极管的工作原理变容二极管是一种特殊的二极管。当施加正向偏压时，产生大量电流，PN结(阳极和阴极)的耗尽区变窄，电容变大，产生扩散电容效应。当施加反向偏置电压时，会出现过渡电容效应。然而，由于施加正向偏置时的漏电流，施加反向偏置。

变阻器，也称为压控变容二极管，是一种根据所提供的电压改变结电容的半导体。也就是说，作为可变电容，可以应用于调频调谐器、电视调谐器等谐振电路和调频调制电路。

其实我们可以把它看成一个PN结。我们认为，如果在PN结上加一个反向电压V(反向使用变容二极管)，N型半导体中的电子会被引向正极，P型半导体中的空穴会被引向负极，然后形成一个既没有电子也没有空穴的耗尽层。耗尽层的宽度设置为d，其随着反向电压v的变化而变化

这样，当反向电压V增大时，耗尽层D变宽，二极管的电容C减小(根据C=kS/d)，而当反向电压减小时，耗尽层宽度D变窄，二极管的电容变大。反向电压v的变化引起耗尽层的变化，从而改变压控变容管的结电容c。达到了目的。

变容二极管是一种基于PN结间电容可变原理的半导体器件，在高频调谐、通信等电路中用作可变电容。变容二极管的作用：变容二极管的作用1、是一种基于PN结间电容可变原理的半导体器件，在高频调谐、通信等电路中用作可变电容。

压敏二极管属于反向偏置二极管，通过改变其PN结上的反向偏置可以改变PN结的电容。反向偏置越高，结电容越小，反向偏置和结电容的关系是非线性的，如右图所示。2、变容二极管电容值与反向偏置值关系图：(a)反向偏置增大导致电容减小；(b)反向偏置电压降低，导致电容增加。

电容误差范围是变容二极管的指定电容范围。数据表将显示最小值、标称值和最大值，这些值通常绘制在图表上。

常见变容管参数变容管常用材料多为硅或砷化镓单晶，采用外延工艺。反向偏置电压越大，结电容越小。变容二极管具有与衬底材料的电阻率相关的串联电阻。针对不同的用途，应选择具有不同C和Vr特性的变容二极管，如专门用于调谐谐振电路的电调变容二极管、适用于参量放大的变容二极管、固体电源中用于倍频和移相的功率阶跃变容二极管等。

用于自动频率控制(AFC)和调谐的小功率二极管称为变容二极管。通过施加反向电压，其PN结的静电电容发生变化。因此，它被用于自动频率控制、扫描振荡、频率调制和调谐。通常，虽然使用硅扩散二极管，但是也可以使用特殊制造的二极管，例如合金扩散型、外延结合型和双扩散型，因为这些二极管具有相对于电压的特别大的静电电容变化率。

结电容随反向电压VR变化，代替可变电容，用作调谐回路、振荡电路和锁相环。常用于电视调谐器的频道转换和调谐电路，多由硅制成。

压敏电阻调频电路(1)压敏电阻调频原理变容二极管的结电容Cj与其两端施加的反向偏置电压U之间存在如下关系：公式中，C0为变容二极管在零偏置时的电容，u为变容二极管PN结的势垒电位差，是结电容变化指数。(2)变容二极管直接调频性能分析Cj是回路的总电容。图7-13所示为变容二极管直接调频电路，Cj作为回路的总电容接入回路。图7-13(b)是图7-13(a)的振荡电路的简化高频电路。

因此，如果在变容管上加u(t)，Cj将随时间变化(时变电容)，如图7-14(a)所示。此时振荡频率为：图7-14变容二极管线性调频原理图7-19变容二极管直接调频电路示例(一)实际电路；(b)等效电路

变容管-电容C1的典型应用电路与变容管VD1的结电容串联，然后与L1并联，形成LC并联谐振电路。正极性的DC电压通过电阻器R1施加到VD1的阴极。当DC电压变化时，施加在VD1上的反向偏置电压发生变化，VD1的结电容也发生变化，因此LC并联谐振电路的谐振频率也发生变化。

反向DC偏置电压被施加到变容二极管。当反向偏置电压改变时，变容二极管的结电容也会改变。与C1串联的变容二极管结电容与L1并联，变容二极管结电容在这个LC并联电路中只是一个可变电容。改变变容二极管的电容不仅可以改变这种LC并联谐振电路的谐振频率。

变容二极管的典型应用电路是电子可变电容器。换句话说，变容二极管的电容是反向偏置电势的函数。这种现象导致变容二极管在一些需要考虑电容因素的场合有几种常见的应用。图1是典型的变容二极管调谐LC振荡器电路。当振荡电路用作RF放大器时，电路耦合电感器L2的功能是将RF信号输入到振荡电路。

主LC振荡电路包括主电感器L1和串联电容器C1和CR1。此外，还要考虑电子电路中广泛存在的杂散电容Cs。DC隔直电容和串联电阻的作用前面已经介绍过了。电容器C2的功能是过滤调谐电压Vin。

图1变容二极管的调谐电路由于LC调谐振荡器电路的谐振频率是LC的函数，我们发现振荡器电路的最大和最小谐振频率之比随电容比的平方根而变化。这里的电容比是指当反向偏置电压最小时的电容与当反向偏置电压最大时的电容之比。所以电路的调谐特性曲线(偏置-谐振频率)基本上是一条抛物线。

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