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Comprensione delle specifiche del diodo Varactor: specifiche e parametri

Comprensione delle specifiche del diodo Varactor: specifiche e parametri


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Quando si sceglie un diodo varactor dalle informazioni sulla scheda tecnica, le specifiche varactor devono essere valutate attentamente per vedere se le sue prestazioni soddisfano le esigenze del circuito in cui è destinato agli usi.

In considerazione del fatto che il diodo varactor è un diodo semiconduttore, molti parametri sono gli stessi di quelli di altri diodi. Tuttavia ci sono molte altre specifiche che sono uniche per il funzionamento del diodo varactor.

Poiché i requisiti varactor possono essere un equilibrio tra diversi fattori concorrenti, è necessario comprendere le specifiche e il loro significato.

Specifiche di ripartizione inversa del Varactor

La tensione di rottura inversa, VB di un diodo varactor è una specifica importante perché le tensioni che possono essere utilizzate per pilotare questi diodi per fornire la gamma richiesta di capacità possono essere piuttosto elevate in alcuni casi.

La capacità diminuisce con l'aumentare della polarizzazione inversa, sebbene all'aumentare delle tensioni la diminuzione della capacità diminuisca. Per ottenere la capacità minima richiesta e la gamma di capacità complessiva può essere necessario applicare alcune tensioni relativamente elevate.

In considerazione delle alte tensioni che potrebbero dover essere applicate, è consigliabile scegliere un diodo varactor che abbia un margine tra la tensione massima che è probabile aspettarsi, cioè la tensione del rail del circuito del driver, e la tensione di breakdown inversa di il diodo nella scheda tecnica delle specifiche. Assicurandosi che vi sia un margine sufficiente, è meno probabile che il circuito si guasti.

È inoltre necessario garantire che la specifica di capacità minima sia raggiungibile con la tensione massima del driver. Anche in questo caso dovrebbe essere lasciato un buon margine per adattarsi alle variazioni dei parametri tra i dispositivi.

I diodi funzionano tipicamente con polarizzazione inversa che va da circa un paio di volt fino a 20 volt o forse superiore. Alcuni possono persino funzionare fino a 60 volt, sebbene all'estremità superiore dell'intervallo si osservi un cambiamento relativamente piccolo nella capacità. Inoltre, all'aumentare della tensione sul diodo, è probabile che siano necessarie specifiche alimentazioni di tensione per i circuiti che pilotano i diodi varactor.

In alcuni diodi c'è un punto acuto in cui si verifica la rottura, molto simile alla curva di un diodo Zener, ed è qui che si verifica la rottura da valanga. I diodi a prestazioni inferiori avranno una caratteristica di rottura molto più morbida e i diodi con questo tipo di guasto spesso offrono livelli di prestazioni inferiori.

La tensione di breakdown inversa viene normalmente misurata nel punto in cui sono presenti 10µA di corrente inversa. Poiché i varactor sono spesso pilotati da una sorgente ad alta impedenza, questo limite è molto accettabile.

Quando si seleziona un diodo varactor, il parametro della tensione di rottura inversa VB è importante e il diodo non deve essere portato troppo vicino al massimo. È consigliabile selezionare un diodo con una tensione inversa massima che è un minimo di 5 volt superiore alla tensione massima che verrà applicata. È consigliabile un margine maggiore poiché ciò migliorerà l'affidabilità.

Specifiche della corrente inversa del diodo Varactor

La corrente inversa, ioR, è un'altra misura delle prestazioni di base del diodo. Se la corrente di dispersione aumenta troppo, influirà sul circuito del convertitore che normalmente è ad alta impedenza. Ridurrà anche il Q del circuito sintonizzato in cui si trova la maggior parte dei diodi.

Gamma di capacità e specifica del rapporto di capacità

La gamma effettiva di capacità per un diodo varactor dipende da una serie di fattori: l'area della giunzione; la larghezza della regione di svuotamento per una data tensione, ecc.

Si è riscontrato che lo spessore della regione di svuotamento nel diodo varactor è proporzionale alla radice quadrata della tensione inversa ai suoi capi. Oltre a ciò, la capacità del varactor è inversamente proporzionale allo spessore della regione di svuotamento. Da ciò si può vedere che la capacità del diodo varactor è inversamente proporzionale alla radice quadrata della tensione ai suoi capi.

I diodi funzionano tipicamente con polarizzazione inversa che va da circa un paio di volt fino a 20 volt e oltre. Alcuni possono persino funzionare fino a 60 volt, sebbene all'estremità superiore dell'intervallo si osservi un cambiamento relativamente piccolo nella capacità.

Uno dei parametri chiave per un diodo varactor è il rapporto di capacità. Questo è comunemente espresso nella forma Cx / Cy dove xey sono due tensioni verso le estremità dell'intervallo su cui è possibile misurare la variazione di capacità.

Per una variazione tra 2 e 20 volt un diodo improvviso può mostrare un rapporto di variazione della capacità da 2,5 a 3, mentre un diodo iper-improvviso può essere il doppio di questo, ad es. 6.

Tuttavia è ancora necessario consultare le curve per il particolare diodo per assicurarsi che fornirà la variazione di capacità richiesta sulle tensioni che verranno applicate. Vale la pena ricordare che ci sarà uno scarto nei valori di capacità ottenibili, e questo dovrà essere incluso in eventuali calcoli per il circuito finale.

Specifica della frequenza massima di funzionamento

Esistono numerosi elementi che limitano la frequenza di funzionamento di qualsiasi diodo varactor. La capacità minima del diodo è ovviamente un fattore limitante. Se si utilizzano grandi livelli di capacità in un circuito risonante, questo ridurrà il Q. Un ulteriore fattore è qualsiasi risposta parassita, nonché capacità parassita e induttanza che possono essere esibite dal pacchetto del dispositivo. Ciò significa che i dispositivi con bassi livelli di capacità che possono essere più adatti per le alte frequenze verranno inseriti in contenitori di tipo a microonde. Queste e altre considerazioni devono essere prese in considerazione quando si sceglie un diodo varactor per un nuovo progetto.

Poiché un particolare tipo di diodo varactor può essere disponibile in più pacchetti, è necessario scegliere la variante con il pacchetto più adatto all'applicazione in vista.

Specifica Varactor Q

Una caratteristica importante di qualsiasi diodo varactor è il suo Q. Ciò è particolarmente importante in numerose applicazioni. Per gli oscillatori utilizzati nei sintetizzatori di frequenza influisce sulle prestazioni del rumore. I diodi a Q elevato consentono di ottenere un circuito sintonizzato con Q più elevato e, a sua volta, questo riduce il rumore di fase prodotto dal circuito. Per i filtri la Q è ancora molto importante. Un diodo a Q alto consentirà al filtro di dare una risposta più nitida, mentre un diodo a Q basso aumenterà le perdite.

Il Q dipende dalla resistenza in serie che mostra il diodo varactor. Questa resistenza deriva da una serie di cause:

  • la resistenza del semiconduttore nelle zone esterne alla regione di svuotamento, cioè nella regione in cui la carica viene portata alle "piastre del condensatore".
  • una certa resistenza derivante dal piombo e dagli elementi del pacchetto del componente
  • qualche contributo dal substrato dello stampo

Il fattore Q o qualità per il diodo può essere determinato dall'equazione seguente:

Dove:
Cv = la capacità alla tensione misurata
R = la resistenza in serie

Da ciò si può vedere che per massimizzare il Q è necessario minimizzare la resistenza in serie. I produttori di diodi Varactor utilizzano tipicamente una struttura epitassiale per ridurre al minimo questa resistenza.

Quando si progetta il circuito, il Q del circuito può essere massimizzato riducendo al minimo la capacità.

Queste sono le principali specifiche del varactor che devono essere considerate al di fuori delle specifiche di base dei diodi. Questi parametri descrivono in dettaglio le prestazioni del varactor come diodo a capacità variabile e consentono di valutare la sua idoneità a questo ruolo.


Guarda il video: Comprensione del testo e expectancy grammar (Luglio 2022).


Commenti:

  1. Vitaxe

    Trovo che tu non abbia ragione. Sono sicuro. Ti invito a discutere. Scrivi in ​​PM, ne parleremo.

  2. Berinhard

    Penso che abbiano torto. Dobbiamo discutere. Scrivimi in PM, parla.

  3. Dane

    Non scervellarti per questo!



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