ベラクターダイオードはどのように機能しますか?
基本原則:
* 逆バイアス: 逆バイアス電圧がダイオードの両端に印加されると、接合部に空乏領域が形成されます。この領域には自由な電荷キャリアがなく、絶縁層が形成されます。
* 静電容量の変化: この空乏領域の幅は逆バイアス電圧に反比例します。 逆バイアス電圧が高くなると、空乏領域が狭くなり、静電容量が高くなります。逆に、逆バイアス電圧が低いと、空乏領域が広くなり、静電容量が低くなります。
仕組み:
1. PN ジャンクション: バラクタ ダイオードは、通常のダイオードと同様に PN 接合で構成されます。ただし、静電容量の変化を最適化するために、特定のドーピング プロファイルと形状を使用して設計されています。
2. 逆バイアス: ダイオードは常に逆バイアスで動作します。これにより、空乏領域が確実に存在し、操作できるようになります。
3. 電圧制御: 逆バイアス電圧を変化させると、空乏領域の幅が変化します。
4. 静電容量の変化: 空乏領域の幅の変化は、ダイオードの静電容量に直接影響します。
5. 調整可能性: この可変容量により、ダイオードは次のようなアプリケーションで使用される調整可能なコンデンサとして機能します。
* RF チューナー: バラクタ ダイオードの静電容量を変更すると、ラジオやその他の RF アプリケーションの共振回路を調整できます。
* 電圧制御発振器 (VCO): 可変容量は発振器の周波数を制御できます。
* 周波数逓倍器と復調器: 周波数変換回路に使用されます。
主な機能:
* 高い Q ファクター: バラクタ ダイオードは損失が少なくなるように最適化されており、これは高い Q ファクタ (エネルギー貯蔵効率の尺度) を備えていることを意味します。
* 高速スイッチング速度: 電圧変化に対して静電容量が素早く変化するため、高速アプリケーションに適しています。
* 温度感度: バラクタ ダイオードの静電容量は温度の影響を受ける可能性があります。
要約:
バラクタ ダイオードは、逆バイアス下で空乏領域の幅が変化する原理を利用して、可変静電容量を実現します。この可変容量は、共振周波数、発振周波数、およびその他の RF 回路パラメータを制御する便利な方法を提供します。