二極體與整流

變容二極體

/ VAIR-ak-tor /

變容二極體是一種被刻意反接使用的二極體——不是用來阻擋電流,而是當作一個其值可用電壓調整的電容。每個逆向偏壓的接面本來就是一個微小的電容;變容二極體則經過設計,使這個電容變得大、乾淨且強烈可調。它把一個直流控制電壓轉換成可調的電容值。

回想逆向偏壓會使空乏區變寬——也就是接面兩個帶電側之間的絕緣間隙。電容值會隨極板分得更開而下降,所以逆向電壓「愈大」意味著間隙「愈寬」、電容「愈小」。掃動逆向電壓,電容便在一個範圍內平滑滑移(比如 2 V 給 40 pF,10 V 給 10 pF)。沒有任何機械部件,只是一個調電容的電壓旋鈕。

它的舞台是調諧。把變容二極體放進 LC 諧振槽,控制電壓便決定諧振頻率——收音機、電視與鎖相迴路振盪器就是這樣用電子方式調諧,而非用機械式可變電容。但要注意:電容隨電壓的變化是非線性的,可用範圍不大,而且訊號擺幅必須保持很小,以免「電容」值隨訊號本身一起抖動。

一顆在 2 V 時為 40 pF、10 V 時為 10 pF 的變容二極體,放進帶有 1 uH 線圈的諧振槽,當你提高控制電壓時,諧振頻率 f = 1/(2 times pi times sqrt(L times C)) 便從約 25 MHz 調高到約 50 MHz。

逆向電壓決定變容二極體的電容值,進而調諧一個 LC 電路。

變容二極體是電容,不是開關——任何時候都要讓它保持逆向偏壓。一旦訊號使接面順向偏壓,它就不再是乾淨的電容(會導通並失真);而且因為 C 隨電壓而變,大訊號會使它呈現非線性。

又称
varicapvoltage-variable capacitortuning diode變容二極體壓控可變電容