2.1.7. Варикапы

Варикапом называется полупроводниковый прибор с p-n-переходом, принцип действия которого основан на использовании паразитной барьерной емкости (лекция № 3). Как было показано, барьерная емкость p-n-перехода зависит от величины обратного напряжения и эта зависимость представлена на рис. 2.21.

Уменьшение барьерной емкости связано с тем, что при увеличении обратного напряжения увеличивается ширина обедненного слоя или глубина проникновения объемного заряда ионов донора и акцептора, что эквивалентно увеличению расстояния между пластинами плоского конденсатора, а, следовательно, и уменьшению величины емкости. Основной характеристикой является вольтфарадная характеристика (рис. 2.21).

К основным параметрам следует отнести: номинальная емкость – емкость при номинальном напряжении, максимальная и минимальная емкости, а также коэффициент перекрытия – это отношение максимальной емкости к минимальной, добротность, максимально допустимое напряжение, максимально допустимая мощность, температурный коэффициент мощности.

Варикапы нашли широкое применение как конденсаторы с управляемой емкостью в схемах автоматической подстройки частоты в радиоприемной аппаратуре, в преобразователях напряжение–частота, в схемах СВЧ как параметрические усилители и т.д. Для примера рассмотрим схему преобразования постоянного напряжения в частоту. На рис. 2.23 приведена схема генератора синусоидальных колебаний (емкостная трехточка).

Частота автоколебаний такого генератора определяется параметрами колебательного контура (L, C, C_в). При изменении U_вх будет меняться величина емкости С_в, а следовательно частота генерации. Таким образом, происходит преобразование постоянного напряжения в частоту, что позволяет в дальнейшем производит обработку входного напряжения (сигнала) с помощью цифровых устройств электроники, например, с помощью микропроцессора.