DIODE VARACTOR (VARICAP)

Dioda Varactor [juga disebut varicap, VVC (kapasitansi variabel tegangan), atau tuning] adalah semikonduktor, bergantung pada tegangan, kapasitor variabel. Mode operasi mereka tergantung pada kapasitansi yang ada di persimpangan p-n ketika elemen tersebut berbasis terbalik. Di bawah kondisi bias terbalik, ditetapkan bahwa ada daerah muatan yang tidak terbuka di kedua sisi persimpangan yang bersama-sama membentuk daerah penipisan dan menentukan lebar penipisan Wd. Kapasitansi transisi (CT) yang ditetapkan oleh muatan terbuka yang tidak ditentukan ditentukan oleh

Dimana Є adalah permitivitas bahan semikonduktor, A area persimpangan p-n, dan Lebar deplesi.

Ketika potensi bias balik meningkat, lebar daerah penipisan meningkat, yang pada gilirannya mengurangi kapasitansi transisi. Karakteristik khas dioda varicap yang tersedia secara komersial muncul pada Gambar. 20.7. Perhatikan penurunan tajam awal pada CT dengan peningkatan bias balik. Kisaran normal VR untuk dioda VVC terbatas pada sekitar 20 V. Dalam hal bias balik yang diterapkan, kapasitansi transisi diberikan kira-kira oleh

Dalam hal kapasitansi pada kondisi nol-bias C (0), kapasitansi sebagai fungsi V_R diberikan oleh

Simbol yang paling umum digunakan untuk dioda varicap dan pendekatan pertama untuk rangkaian ekivalennya di daerah bias balik ditunjukkan pada Gambar. 20.8. 

Sejak kita berada di daerah bias balik, resistansi dalam rangkaian ekivalen besarnya sangat besar — ​​biasanya 1 MΩ atau lebih besar — ​​sementara R_S, resistansi geometris dioda, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 20.8, sangat kecil. Besarnya C_T akan bervariasi dari sekitar 2 hingga 100 pF tergantung pada varicap yang dipertimbangkan. Untuk memastikan R_R sebesar (untuk arus bocor minimum) sebanyak mungkin, silikon biasanya digunakan dalam dioda varicap. Fakta bahwa perangkat akan digunakan pada frekuensi yang sangat tinggi mengharuskan kami menyertakan induktansi LS meskipun diukur dalam nanohenries. Ingat bahwa X_L = 2πfL dan frekuensi 10 GHz dengan L_S 1 nH akan menghasilkan X_LS =2πfL  =(6.28) (10¹⁰ Hz) (10^-9 F) =62.8 Ω. Oleh karena itu, jelas ada batas frekuensi yang terkait dengan penggunaan masing-masing dioda variabel.