变容二极管作为特殊二极管的一种,工作在反向截止状态。
变容二极管工作时的外加条件与稳压二极管类似,它必须工作在反向电压偏置区(稳压二极管工作在反向击穿状态下)。当变容二极管两端加上反向电压时,其内部的 PN 结变厚,如图 1 所示。反向电压越高,PN 结越厚。由于 PN 结阻止电流通过,所以变容二极管工作时处于截止状态。这里 PN 结相当于普通电容器两个极板之间的绝缘介质。
而 P 型半导体和 N 型半导体分别相当于普通电容器的两个极板,也就 是说处于截止状态下的变容二极管,其内部会形成等效于平行板电容 器的结构,该“电容器”称为结电容。普通二极管的 P 型半导体和 N 型半导体都比较小,所形成的结电容很小,可以忽略;而变容二极管 在制造时特意増大了 P 型半导体和 N 型半导体的面积,从而增大了结电容,使反向偏压条件下的容量及变容效果都大为增强。
变容二极管结电容的大小与反向电压的大小有关,反向电压越高,结容量越小;反向电压越低,结容量越大。结电容和反向电压的 关系曲线如图 2 所示,它直观表示出变容二极管两端反向电压与结容量的变化规律。由图中可以看出,结电容和反向电压的关系是非线性的。为了克服非线性,在实际使用时可采用校正网络、高偏压及多回路等措施。
图片来源于网络
变容二极管可以看成是一个小容量的可变电容器。把变容器二极管接在调谐回路里,控制加在变容二极管上的反向电压,便可达到改变频率的目的。
变容二极管主要在高频电路中用作自动调谐、调频、调相等、例如在电视接收机的调谐回路中作可变电容。