Varactor Diode คืออะไร?

ไดโอด varactor หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า varicap เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับไดโอดมาตรฐาน แต่มีความสามารถบางอย่างคล้ายกับตัวเก็บประจุ ความแตกต่างระหว่าง varactor และไดโอดมาตรฐานคือไดโอดมาตรฐานถูกออกแบบมาเพื่อลดความจุของอุปกรณ์ในขณะที่ไดโอด varactor ถูกออกแบบมาเพื่อใช้และใช้ประโยชน์จากความจุ Varactor diodes พบการใช้งานทั่วไปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพารามิเตอร์เช่นแอมป์พารามิเตอร์และวงจรการจูนอื่น ๆ ที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้า

ไดโอดทั้งหมดถูกสร้างขึ้นจากวัสดุที่แตกต่างกันสองชิ้นที่หลอมรวมเข้าด้วยกันพร้อมกับตะกั่วที่ติดอยู่ที่ปลายแต่ละด้าน วัสดุหนึ่งมีประจุลบเรียกว่าแคโทดและอีกประจุมีประจุบวกเรียกว่าขั้วบวก เมื่อไดโอดถูกสร้างขึ้นครั้งแรกวัสดุทั้งสองนี้จะแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนที่ซึ่งพวกเขาพบกันสร้างพื้นที่ภายในไดโอดที่เรียกว่าชั้นพร่องซึ่งไม่มีค่าใช้จ่ายที่ชื่นชอบ การสร้างประจุสองแบบที่แตกต่างกันในไดโอดนั้นสามารถทำได้โดยการเพิ่มวัสดุที่มีประจุลบหรือประจุบวกเข้ากับเมทริกซ์ของไดโอด ในไดโอดปกติวัสดุที่มีประจุนี้จะถูกเพิ่มอย่างสม่ำเสมอที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ทั่วทั้งความกว้างของแคโทดและแอโนดเพื่อให้ไดโอดเปลี่ยนสถานะได้อย่างรวดเร็วและที่แรงดันไฟฟ้าต่ำที่สุด

หากแรงดันลบถูกนำไปใช้กับขั้วบวกนำของไดโอดศักยภาพของแรงดันลบจะรวมกับศักย์ไฟฟ้าของขั้วลบเชิงลบ เมื่อแรงนี้มีความแข็งแรงพอที่จะสร้างสะพานชั้นการสูญเสียมันจะเดินทางข้ามขั้วบวกที่มีประจุบวกของไดโอดได้อย่างง่ายดายและไดโอดจะนำกระแสไฟฟ้า ไดโอดในสถานะนี้ถูกกล่าวว่ามีอคติไปข้างหน้า

เมื่อแรงดันไฟฟ้าเดียวกันนั้นถูกนำไปใช้กับตะกั่วแคโทดของไดโอดชั้นการพร่องนั้นกว้างขึ้นจากทั้งสองด้านของขั้วบวกโดยที่ขั้วบวกบวกจะถูกประกบอยู่ระหว่างกองกำลังเชิงลบทั้งสองเพื่อสร้างสนามไฟฟ้า capacitive ภายในไดโอด ในตอนแรกสนามนี้จะชะลอการไหลของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านไดโอดเท่านั้น แต่เมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นและสนามไฟฟ้าจะสร้างความแข็งแกร่งสนามนั้นก็จะแข็งแกร่งพอที่จะป้องกันกระแสไฟฟ้าจากการผ่านไดโอดอย่างสมบูรณ์ ไดโอดในสถานะนี้ถูกกล่าวว่ามีอคติย้อนกลับ

ไดโอดส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบให้ส่งผ่านได้เร็วที่สุดผ่านพื้นที่เมื่อกระแสยังคงไหลและมีสนามไฟฟ้า capacitive อย่างไรก็ตามไดโอด varactor ได้รับการออกแบบให้ทำงานภายในโซนนี้ ซึ่งแตกต่างจากไดโอดมาตรฐาน, วัสดุที่มีประจุใน varactor จะถูกเพิ่มในรูปแบบการไล่ระดับสีซึ่งแตกต่างกันไปตามความแรงของประจุไฟฟ้าผ่านความกว้างของแคโทดและขั้วบวก ชั้นพร่องของไดโอดที่สร้างขึ้นในลักษณะนี้แตกต่างกันในความกว้างตามสัดส่วนของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับมัน เป็นผลให้ไดโอดสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเก็บประจุแบบแปรผันกับสนาม capacitive ซึ่งจะลดลงเมื่อมีการใช้แรงดันไฟฟ้ามากขึ้น

ไดโอด varactor สามารถใช้แทนอุปกรณ์ราคาแพงและติดตั้งได้ยากเช่นตัวเก็บประจุแบบแปรผัน ไดโอด Varactor ไม่ได้ถูกใช้เพื่อลดต้นทุนและลดขั้นตอนการผลิต Varactors มักใช้ในแอปพลิเคชั่นเช่นเครื่องรับโทรทัศน์หรือวิทยุที่ความสามารถของพวกเขาอนุญาตให้ล็อคช่องความถี่หรือสถานีได้อย่างรวดเร็ว