二極管具有勢壘電容，通過外加電壓可以改變空間電荷區(qū)的寬度，從而改變這種勢壘電容量的大小，變?nèi)荻O管就是利用這種特性制成的非線性電容元件，又稱“可變電抗二極管”。制作材料多為硅或砷化鎵單晶，并采用外延工藝技術(shù)。反偏電壓愈大，則結(jié)電容愈小;其具有與襯底材料電阻率有關(guān)的串聯(lián)電阻。
變?nèi)荻O管
1.工作原理
變?nèi)荻O管為特殊二極管的一種。工作時的外加條件與穩(wěn)壓二極管類似，它必須工作在反向電壓偏置區(qū)(穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)下)。當(dāng)變?nèi)荻O管兩端加上反向電壓時，其內(nèi)部的PN結(jié)變厚，如圖1所示。反向電壓越高，PN結(jié)越厚。由于PN結(jié)阻止電流通過，所以變?nèi)荻O管工作時處于截止?fàn)顟B(tài)。這里PN結(jié)相當(dāng)于普通電容器兩個極板之間的絕緣介質(zhì)。
圖1 結(jié)電容的形成
而P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體分別相當(dāng)于普通電容器的兩個極板，也就 是說處于截止?fàn)顟B(tài)下的變?nèi)荻O管，其內(nèi)部會形成等效于平行板電容 器的結(jié)構(gòu)，該“電容器”稱為結(jié)電容。普通二極管的P型半導(dǎo)體和N 型半導(dǎo)體都比較小，所形成的結(jié)電容很小，可以忽略;而變?nèi)荻O管 在制造時特意増大了 P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的面積，從而增大了結(jié)電容，使反向偏壓條件下的容量及變?nèi)菪Ч即鬄樵鰪?qiáng)。
變?nèi)荻O管結(jié)電容的大小與反向電壓的大小有關(guān)，反向電壓越高，結(jié)容量越小;反向電壓越低，結(jié)容量越大。結(jié)電容和反向電壓的 關(guān)系曲線如圖2所示，它直觀表示出變?nèi)荻O管兩端反向電壓與結(jié)容量的變化規(guī)律。由圖中可以看出，結(jié)電容和反向電壓的關(guān)系是非線性的。為了克服非線性，在實際使用時可采用校正網(wǎng)絡(luò)、高偏壓及多回路等措施。
圖2 結(jié)電容和反向電壓的關(guān)系曲線
變?nèi)荻O管可以看成是一個小容量的可變電容器。把變?nèi)萜鞫O管接在調(diào)諧回路里，控制加在變?nèi)荻O管上的反向電壓，便可達(dá)到改變頻率的目的。
2.作用
主要在高頻電路中用作自動調(diào)諧、調(diào)頻、調(diào)相等、例如在電視接收機(jī)的調(diào)諧回路中作可變電容。
3.伏安特性
變?nèi)荻O管的伏安特性曲線和一般二極管的伏安特性曲線沒有大的差別，對于變?nèi)荻O管來說，更重要的是電壓—電容特性，圖3是變?nèi)荻O管典型壓容特性曲線。
圖3 典型壓容特性曲線
以上就是變?nèi)荻O管的原理與作用介紹了。目前變?nèi)荻O管已廣泛應(yīng)用在彩色電視機(jī)、調(diào)頻接收機(jī)和各種通信設(shè)備中。除此之外，還可用變?nèi)荻O管實現(xiàn)調(diào)頻、掃描震蕩、頻率自動微調(diào)及相位控制等多種用途。
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