变容二极管常见用途 - 变容二极管应用电路（变容二极管的作用_工作原理_参数_调频电路）

　　变容二极管常见用途

　　材料多为硅或砷化镓单晶，并采用外延工艺技术。反偏电压愈大，则结电容愈小。变容二极管具有与衬底材料电阻率有关的串联电阻。对于不同用途，应选用不同C和Vr特性的变容二极管，如有专用于谐振电路调谐的电调变容二极管、适用于参放的参放变容二极管以及用于固体功率源中倍频、移相的功率阶跃变容二极管等。

　　用于自动频率控制（AFC）和调谐用的小功率二极管称变容二极管。通过施加反向电压， 使其PN结的静电容量发生变化。因此，被使用于自动频率控制、扫描振荡、调频和调谐等用途。通常，虽然是采用硅的扩散型二极管，但是也可采用合金扩散型、外延结合型、双重扩散型等特殊制作的二极管，因为这些二极管对于电压而言，其静电容量的变化率特别大。结电容随反向电压VR变化，取代可变电容，用作调谐回路、振荡电路、锁相环路，常用于电视机高频头的频道转换和调谐电路，多以硅材料制作。

　　变容二极管调频电路

　　（1）变容二极管调频原理

　　变容二极管结电容Cj与在其两端所加反偏电压u之间存在着如下关系：

　　式中C0为变容二极管零偏时的电容，uφ为变容二极管PN结的势垒电位差，为结电容变化指数。

　　（2）变容二极管直接调频性能分析

　　Cj为回路总电容。图7-13为一变容二极管直接调频电路，Cj作为回路总电容接入回路。图7-13（b）是图7-13（a）振荡回路的简化高频电路。

　　由此可知，若变容管上加uΩ（t），就会使得Cj随时间变化（时变电容），如图7-14（a）所示，此时振荡频率为：

　　图7-14变容管线性调频原理

　　图7-19变容二极管直接调频电路举例

　　（a）实际电路;（b）等效电路

　　变容二极管的典型应用电路一

　　电容C1与变容二极管VD1结电容串联，然后与L1并联构成LC并联谐振电路。正极性的直流电压通过电阻R1加到VD1负极，当这一直流电压大小变化时，给VD1加的反向偏置电压大小改变，其结电容容量大小也改变，这样LC并联谐振电路的谐振频率也随之改变。

　　给变容二极管加上反向直流偏置电压，当这一反向偏置电压大小改变时，变容二极管的结电容容量大小在改变。

　　变容二极管的结电容与C1串联的总电容与L1并联，变容二极管的结电容只是这个LC并联电路中的1只容量可变的电容，改变变容二极管的容量，既能改变这一LC并联谐振电路的谐振频率。

　　变容二极管的典型应用电路二

　　变容二极管是电子可变电容。换句话说，变容二极管表现出来的电容是反偏电势的函数。这种现象导致了变容二极管在一些需要考虑电容因素的场合的几种常见应用。图1为一个典型的变容二极管调谐的LC振荡电路。电路耦合电感L2，的作用是当振荡电路被当作射频放大器使用时，将射频信号输人到振荡电路。主要的LC振荡电路包括主电感L1，和电容C1与CR1的串联电容。除此之外，还要考虑广泛存在于电子线路的杂散电容Cs。隔直电容和串联电阻的功能前面已经介绍过了。电容C2的作用是对调谐电压Vin，进行滤波。

　　图1 变容二极管的调谐电路

　　因为LC调谐的振荡电路的谐振频率是LC的函数，我们发现振荡电路的最大与最小谐振频率之比随着电容比的平方根变化。此处电容比是指反偏电压最小时的电容与反偏电压最大时的电容之比。因而，电路的调谐特征曲线（偏压一谐振频率）基本上是一条抛物线。