Dispositivi a semiconduttore - Diodo varactor

Questo è uno speciale diodo a giunzione PN con una concentrazione inconsistente di impurità nei suoi materiali PN. In un normale diodo a giunzione PN, le impurità droganti sono generalmente disperse in modo uguale in tutto il materiale. Il diodo varactor drogato con una quantità molto piccola di impurità vicino alla giunzione e la concentrazione di impurità aumenta allontanandosi dalla giunzione.

Nel diodo a giunzione convenzionale, la regione di svuotamento è un'area che separa il materiale P e N. La regione di svuotamento si sviluppa all'inizio quando si forma inizialmente la giunzione. Non ci sono portatori di corrente in questa regione e quindi la regione di esaurimento funge da mezzo dielettrico o isolante.

Il materiale di tipo P con fori come portatori di maggioranza e il materiale di tipo N con elettroni come portatori di maggioranza ora agiscono come piastre cariche. Quindi il diodo può essere considerato come un condensatore con piastre caricate opposte di tipo N e P e la regione di svuotamento funge da dielettrico. Come sappiamo, i materiali P e N, essendo semiconduttori, sono separati da un isolante della regione di svuotamento.

Vengono chiamati diodi progettati per rispondere all'effetto di capacità sotto polarizzazione inversa varactors, varicap diodes, o voltage-variable capacitors.

La figura seguente mostra il simbolo del diodo Varactor.

I diodi Varactor normalmente funzionano nella condizione di polarizzazione inversa. Quando la polarizzazione inversa aumenta, aumenta anche la larghezza della regione di svuotamento, con conseguente minore capacità. Ciò significa che quando la polarizzazione inversa diminuisce, si può vedere un corrispondente aumento della capacità. Pertanto, la capacità del diodo varia in modo inversamente proporzionale alla tensione di polarizzazione. Di solito questo non è lineare. Funziona tra zero e la tensione di rottura inversa.

La capacità del diodo Varactor è espressa come -

$$ C_T = E \ frac {A} {W_d} $$

• C_T = Capacità totale della giunzione

• E = Permittività del materiale semiconduttore

• A = Area della sezione trasversale della giunzione

• W_d = Larghezza dello strato di esaurimento

Questi diodi sono variabili utilizzati nelle applicazioni a microonde. I diodi Varactor vengono utilizzati anche in circuiti risonanti in cui è richiesto un certo livello di regolazione della tensione o controllo della frequenza. Questo diodo è anche impiegato nel controllo automatico della frequenza (AFC) nei ricevitori radio e televisivi FM.