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變?nèi)荻O管的構(gòu)造原理

發(fā)布時間:2021-11-11 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】本文主要全部涉及光接收器靈敏度,其中包括由于幅度和時序上的隨機噪聲和符號間干擾(ISI)的積累而可能對功率輸出產(chǎn)生的影響。該分析基于正常的接收器靈敏度,假設(shè)理想輸入信號的干擾可忽略不計,例如ISI,上升/下降時間,抖動和發(fā)射器相對強度噪聲(RIN)。


變?nèi)荻O管(Varactor Diodes)又稱“可變電抗二極管”,是利用pN結(jié)反偏時結(jié)電容大小隨外加電壓而變化的特性制成的。反偏電壓增大時結(jié)電容減小、反之結(jié)電容增大,變?nèi)荻O管的電容量一般較小,其值為幾十皮法到幾百皮法,區(qū)容與小電容之比約為5:1。它主要在高頻電路中用作自動調(diào)諧、調(diào)頻、調(diào)相等、例如在電視接收機的調(diào)諧回路中作可變電容。


作用特點


1、變?nèi)荻O管的作用是利用PN結(jié)之間電容可變的原理制成的半導(dǎo)體器件,在高頻調(diào)諧、通信等電路中作可變電容器使用。


變?nèi)荻O管屬于反偏壓二極管,改變其PN結(jié)上的反向偏壓,即可改變PN結(jié)電容量。反向偏壓越高,結(jié)電容則越少,反向偏壓與結(jié)電容之間的關(guān)系是非線性的,如右圖所示。


變?nèi)荻O管的構(gòu)造原理

變?nèi)荻O管有沒有正負極以及如何判斷正負極


變?nèi)荻O管與反向偏壓


2、變?nèi)荻O管的電容值與反向偏壓值的關(guān)系圖解:


(a) 反向偏壓增加,造成電容減少;

(b) 反向偏壓減少,造成電容增加。


電容誤差范圍是一個規(guī)定的變?nèi)荻O管的電容量范圍。數(shù)據(jù)表將顯示小值、標稱值及值,這些經(jīng)常繪在圖上。


變?nèi)荻O管又稱“可變電抗二極管”。所用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。變?nèi)荻O管具有與襯底材料電阻率有關(guān)的串聯(lián)電阻。


變?nèi)荻O管的構(gòu)造原理

是變?nèi)荻O管的電路圖形符號。


變?nèi)荻O管屬于反偏壓二極管,改變其PN結(jié)上的反向偏壓,即可改變PN結(jié)電容量。反向偏壓越高,結(jié)電容則越少,反向偏壓與結(jié)電容之間的關(guān)系是非線性的。


變?nèi)荻O管有玻璃外殼封裝(玻封)、塑料封裝(塑封)、金屬外殼封裝(金封)和無引線表面封裝等多種封裝形式、如圖所示。通常,中小功率的變?nèi)荻O管采用玻封、塑封或表面封裝,而功率較大的變?nèi)荻O管多采用金封。


變?nèi)荻O管的構(gòu)造原理

變?nèi)荻O管有沒有正負極以及如何判斷正負極


構(gòu)造原理


變?nèi)荻O管的構(gòu)造原理

變?nèi)荻O管的構(gòu)造原理、簡化等效電路及電路符號


變?nèi)荻O管的構(gòu)造原理


參見圖1(a)。從本質(zhì)上講,它屬于反偏壓的二極管,其結(jié)電容就是耗盡層的電容??山品春谋M層視為平行板電容器,兩個導(dǎo)電板之間有介質(zhì)。因此,結(jié)電容C1的容量與耗盡層的寬度d成反比,有公式C1∝1/d,又因為d與反向偏壓VR的n次方成正比(n是與摻雜濃度有關(guān)的常數(shù)),故C1∝1/VRn,因此,反向偏壓愈高,耗盡區(qū)就愈寬,而結(jié)電容量愈小。反之亦然。(a)圖中,VR1>VR2,故d2>d1,Cj2<Cj1。


變?nèi)荻O管的簡化等效電路及電路符號分別如圖1(b)、(c)所示。圖中用一只可變電容來表示結(jié)電容。R2是半導(dǎo)體材料的電阻。


正負極區(qū)分


選擇500型萬用表的R&TImes;1k檔。首先將紅表筆接一端,黑表筆接另一端,若測得電阻值為6.5kΩ,與此同時記下表針倒數(shù)偏轉(zhuǎn)格數(shù)n′≈19.7格。然后交換管腳位置后重新測量,電阻值變成無窮大。由此判定次為正向接法,正向電阻為6.5kΩ,正向?qū)妷篤F=0.03V/格&TImes;9.7格=0.59V。第二次則屬于反向接法。該管子具有單向?qū)щ娦?,并且靠近紅色環(huán)的管腳為正極。欲測量變?nèi)荻O管的結(jié)電容,可選用100pF量程的線性電容表。


特性參數(shù)


①反向工作電壓VR:是指加在變?nèi)荻O管兩端的反向電壓不能超過的電壓允許值。

②反向擊穿電壓VB。:在施加反向電壓的情況下,使變?nèi)荻O管擊穿的電壓。

③結(jié)電容C:它是指在一特定的反偏壓下,變?nèi)荻O管內(nèi)部PN結(jié)的電容。

④結(jié)電容變化范圍:在工作電壓范圍內(nèi)結(jié)電容的變化范圍。

⑤電容比:是指結(jié)電容變化范圍內(nèi)的電容與小電容之比。

⑥Q值:是變?nèi)荻O管的品質(zhì)因數(shù),它反映了對回路能量的損耗。


故障表現(xiàn)


變?nèi)荻O管發(fā)生故障,主要表現(xiàn)為漏電或性能變差:


(1)發(fā)生漏電現(xiàn)象時,高頻調(diào)制電路將不工作或調(diào)制性能變差。


(2)變?nèi)菪阅茏儾顣r,高頻調(diào)制電路的工作不穩(wěn)定,使調(diào)制后的高頻信號發(fā)送到對方被對方接收后產(chǎn)生失真。


出現(xiàn)上述情況之一時,就應(yīng)該更換同型號的變?nèi)荻O管。

(來源:中電網(wǎng))


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