Варикапы

Варикапы – это специально сконструированные диоды, емкость которых изменяется в широких пределах при изменении обратного напряжения. Варикапы в основном используются на высоких и сверхвысоких частотах. Также они могут использоваться для автоматической подстройки частоты, в малошумящих параметрических усилителях, в схемах умножения частоты (варакторы).

Основная характеристика варикапов – вольт-фарадная (рис. 1.6), которая отображает зависимость барьерной емкости от обратного напряжения: с увеличением приложенного напряжения емкость уменьшается.

Сq = Сq(0) / (1+Uобр/j₀ )ⁿ,

где j₀ - высота потенциального барьера.

n = 1/2 – для резкого p-n-перехода;

n = 1/3 – для плавного p-n-перехода;

n = 1 – для специального p-n-перехода.

Основные параметры варикапов:

· Сном при Uном

· максимальная и минимальная емкости;

· диапазон перекрытия емкости ∆С= Сmax – Cmin;

· коэффициент перекрытия диапазона изменения емкости К = Сmax / Cmin;

· добротность .

Зависимость добротности варикапа от частоты представлена на рис. 1.7

Чтобы увеличить добротность варикапа, необходимо уменьшить сопротивление базы и увеличить дифференциальное сопротивление самого диода.

Уменьшить дифференциальное сопротивление диода можно двумя путями:

1) уменьшая толщину базы, но при этом уменьшается коэффициент перекрытия К;

2) уменьшая удельное сопротивление базы, но при этом уменьшается сопротивление пробоя.

Поэтому конструкцию варикапа делают по типу «сэндвич» (рис. 1.8): n-слой базы, толщиной 10 мкм, обеспечивает нужное напряжение пробоя. Из-за малой толщины этот слой имеет маленькое сопротивление. n⁺-слой базы имеет маленькое удельное сопротивление, поэтому при большой протяженности имеет малое сопротивление. Этот слой обеспечивает нужный коэффициент перекрытия.