變?nèi)荻O管,變?nèi)荻O管電路,變?nèi)荻O管原理

變?nèi)?a target="_blank">二極管,變?nèi)荻O管電路,變?nèi)荻O管原理

變?nèi)荻O管是根據(jù)普通二極管內(nèi)部 "PN結(jié)” 的結(jié)電容能隨外加反向電壓的變化而變化這一原理專門設(shè)計(jì)出來(lái)的一種特殊二極管。二極管的PN結(jié)具有結(jié)電容，當(dāng)加反向電壓時(shí)，阻擋層加厚，結(jié)電容減小，所以改變反向電壓的大小可以改變PN結(jié)的結(jié)電容大小，這樣二極管就可以作為可變電容器用。變?nèi)荻O管是一種電抗可變的非線性電路元件，一般使用的材料為硅或砷化鎵。變?nèi)荻O管廣泛用于參量放大器，電子調(diào)諧及倍頻器等微波電路中.

變?nèi)荻O管主要是通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝等一系列途徑來(lái)突出電容與電壓的非線性關(guān)系，并提高Q值以適合應(yīng)用。

通過施加反向電壓，使其PN結(jié)的靜電容量發(fā)生變化。因此，經(jīng)常用在自動(dòng)頻率控制、掃描振蕩、調(diào)頻和調(diào)諧等電路中。通常，雖然是采用硅的擴(kuò)散型二極管，但是也可采用合金擴(kuò)散型、外延結(jié)合型、雙重?cái)U(kuò)散型等特殊制作的二極管，因?yàn)檫@些二極管對(duì)于電壓而言，其靜電容量的變化率特別大。結(jié)電容隨反向電壓VR變化，取代可變電容，用作調(diào)諧回路、振蕩電路、鎖相環(huán)路，常用于電視機(jī)高頻頭的頻道轉(zhuǎn)換和調(diào)諧電路，多以硅材料制作。

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(wú)引線表面封裝等多種封裝形式、如圖4-18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

圖1 變?nèi)荻O管的構(gòu)造原理、簡(jiǎn)化等效電路及電路符號(hào)　

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。可近似反耗盡層視為平行板電容器，兩個(gè)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?yàn)閐與反向偏壓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(jiǎn)化等效電路及電路符號(hào)分別如圖1(b)、(c)所示。圖中用一只可變電容來(lái)表示結(jié)電容。R2是半導(dǎo)體材料的電阻。

變?nèi)荻O管的檢測(cè)方法

檢測(cè)變?nèi)荻O管的專用儀器有：C-V特性儀、掃頻儀、射頻電橋先等。這些儀器價(jià)格昂貴且不易搞到。在業(yè)余條件下，也可以使用萬(wàn)用表來(lái)判斷變?nèi)荻O管的好壞。測(cè)試內(nèi)容共包括三項(xiàng)：①使用指針式萬(wàn)用表的R×1k檔檢查PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕海?）利用線性電容表測(cè)量室溫下的結(jié)電容量(Cj)；（2）觀察結(jié)電容量隨反向偏壓(VR)變化的規(guī)律（Ci）；（3）觀察結(jié)電容量隨反向偏壓（VR）變化規(guī)律。下面通過一個(gè)實(shí)例闡述測(cè)量方法。

被測(cè)變?nèi)荻O管為FV1043型，它采用玻璃封裝，外形見圖3(a)。玻殼兩端涂有色環(huán)，一端是黃色環(huán)，另一端為紅色環(huán)?，F(xiàn)給兩個(gè)管腳分別編上序號(hào)（1）、（2）。

圖3 變?nèi)荻O管FV1043的外形及極性判斷

選擇500型萬(wàn)用表的R×1k檔。首先將紅表筆接①腳，黑表筆接②腳，測(cè)得電阻值為6.5kΩ，與此同時(shí)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(cè)量，電阻值變成無(wú)窮大。由此判定第一次為正向接法，正向電阻為6.5kΩ，正向?qū)妷篤F=0.03V/格×9.7格=0.59V。第二次則屬于反向接法。該管子具有單向?qū)щ娦裕▍⒁妶D3(b)），并且靠近紅色環(huán)的管腳為正極。欲測(cè)量變?nèi)荻O管的結(jié)電容，可選用100pF量程的線性電容表。

變?nèi)荻O管的選用

選用變?nèi)荻O管時(shí)，應(yīng)著重考慮其工作頻率、最高反向工作電壓、最大正向電流和零偏壓結(jié)電容等參數(shù)是否符合應(yīng)用電路的要求，應(yīng)選用結(jié)電容變化大、高Q值、反向漏電流小的變?nèi)荻O管。

變?nèi)荻O管的代換

變?nèi)荻O管損壞后，應(yīng)更換與原型號(hào)相同的變?nèi)荻O管或用其主要參數(shù)相同（尤其是結(jié)電容范圍應(yīng)相同或相近）的其它型號(hào)的變?nèi)荻O管來(lái)代換。

變?nèi)荻O管的應(yīng)用

因?yàn)樽內(nèi)荻O管的結(jié)電容能隨外加的反向偏壓而變化，所以它被用作調(diào)頻、掃頻及相位控制。目前，變?nèi)荻O管的應(yīng)用已相當(dāng)廣泛。例如，彩色電視機(jī)普遍采用具有記憶功能（預(yù)選臺(tái)）的電子調(diào)諧器，其工作原理就是通過控制直流電壓來(lái)改變變?nèi)荻O管的結(jié)電容量，以選擇某一頻道的諧振頻率。許多中小功率的調(diào)頻發(fā)射機(jī)都采用變?nèi)荻O管直接調(diào)頻技術(shù)，即在工作于發(fā)射載頻的LC振蕩回路上直接調(diào)頻，采用晶體振蕩器和鎖相環(huán)路來(lái)穩(wěn)定中心頻率。較之中頻調(diào)制和倍頻方法，這種方法的電路簡(jiǎn)單、性能良好、副波少、維修方便，是一種較先進(jìn)的頻率調(diào)制方案.

變?nèi)荻O管在無(wú)繩電話機(jī)中主要用在手機(jī)或座機(jī)的高頻調(diào)制電路上，實(shí)現(xiàn)低頻信號(hào)調(diào)制到高頻信號(hào)上，并發(fā)射出去。在工作狀態(tài)，變?nèi)荻O管調(diào)制電壓一般加到負(fù)極上，使變?nèi)荻O管的內(nèi)部結(jié)電容容量隨調(diào)制電壓的變化而變化。

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(shí)，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(shí)，高頻調(diào)制電路的工作不穩(wěn)定，使調(diào)制后的高頻信號(hào)發(fā)送到對(duì)方被對(duì)方接收后產(chǎn)生失真。

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

變?nèi)荻O管是根據(jù)普通二極管內(nèi)部 “pn結(jié)” 的結(jié)電容能隨外加反向電壓的變化而變化這一原理專門設(shè)計(jì)出來(lái)的一種特殊二極管。
變?nèi)荻O管在無(wú)繩電話機(jī)中主要用在手機(jī)或座機(jī)的高頻調(diào)制電路上，實(shí)現(xiàn)低頻信號(hào)調(diào)制到高頻信號(hào)上，并發(fā)射出去。在工作狀態(tài)，變?nèi)荻O管調(diào)制電壓一般加到負(fù)極上，使變?nèi)荻O管的內(nèi)部結(jié)電容容量隨調(diào)制電壓的變化而變化。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(shí)，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(shí)，高頻調(diào)制電路的工作不穩(wěn)定，使調(diào)制后的高頻信號(hào)發(fā)送到對(duì)方被對(duì)方接收后產(chǎn)生失真。出現(xiàn)上述情況之一時(shí)，就應(yīng)該更換同型號(hào)的變?nèi)荻O管.