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Comprendre les spécifications de la diode Varactor: spécifications et paramètres

Comprendre les spécifications de la diode Varactor: spécifications et paramètres

Lors du choix d'une diode varactor à partir des informations de la fiche technique, les spécifications du varactor doivent être soigneusement évaluées pour voir si ses performances répondent aux besoins du circuit dans lequel elle est destinée à être utilisée.

Etant donné que la diode varactor est une diode semi-conductrice, de nombreux paramètres sont les mêmes que ceux des autres diodes. Cependant, il existe plusieurs autres spécifications propres au fonctionnement de la diode varactor.

Comme les exigences du varactor peuvent être un équilibre entre plusieurs facteurs concurrents, il est nécessaire de comprendre les spécifications et leur signification.

Spécification de ventilation inverse Varactor

La tension de claquage inverse, VB d'une diode varactor est une spécification importante car les tensions qui peuvent être utilisées pour piloter ces diodes pour fournir la plage de capacité requise peuvent être assez élevées dans certains cas.

La capacité diminue avec l'augmentation de la polarisation inverse, bien que lorsque les tensions deviennent plus élevées, la diminution de la capacité devient plus petite. Pour atteindre la capacité minimale requise et la plage de capacité globale, il peut être nécessaire d'appliquer des tensions relativement élevées.

Compte tenu des tensions élevées qui peuvent devoir être appliquées, il est judicieux de choisir une diode varactor qui a une marge entre la tension maximale à laquelle elle est susceptible de s'attendre, c'est-à-dire la tension du rail du circuit d'attaque et la tension de claquage inverse la diode dans la fiche technique. En s'assurant qu'il y a une marge suffisante, le circuit est moins susceptible de tomber en panne.

Il est également nécessaire de s'assurer que la spécification de capacité minimale est réalisable avec la tension d'attaque maximale. Là encore, une bonne marge doit être laissée pour tenir compte des variations des paramètres entre les appareils.

Les diodes fonctionnent généralement avec une polarisation inverse allant d'environ quelques volts à 20 volts ou peut-être plus. Certains peuvent même fonctionner jusqu'à 60 volts, bien qu'à l'extrémité supérieure de la plage, on observe relativement peu de changement de capacité. De plus, à mesure que la tension sur la diode augmente, il est probable que des alimentations en tension spécifiques pour les circuits commandant les diodes varactor soient nécessaires.

Dans certaines diodes, il y a un point aigu auquel la panne se produit, très semblable à la courbe d'une diode Zener, et c'est là que la panne par avalanche se produit. Les diodes moins performantes auront une caractéristique de claquage beaucoup plus douce et les diodes avec ce type de claquage offrent souvent des niveaux de performances inférieurs.

La tension de claquage inverse est normalement mesurée au point où il y a 10 µA de courant inverse. Les varactors étant souvent pilotés par une source à haute impédance, cette limite est très acceptable.

Lors de la sélection d'une diode varactor, le paramètre de tension de claquage inverse VB est important et la diode ne doit pas fonctionner trop près du maximum. Il est judicieux de sélectionner une diode avec une tension inverse maximale qui est un très minimum de 5 volts supérieure à la tension maximale qui sera appliquée. Une plus grande marge est souhaitable car cela améliorera la fiabilité.

Spécification de courant inverse de diode Varactor

Le courant inverse, jeR, est une autre mesure des performances de base de la diode. Si le courant de fuite augmente trop, cela affectera le circuit de commande qui est normalement une impédance élevée. Cela réduira également le Q du circuit accordé dans lequel la plupart des diodes sont situées.

Spécification de la plage de capacité et du rapport de capacité

La plage de capacité réelle d'une diode varactor dépend d'un certain nombre de facteurs: l'aire de la jonction; la largeur de la région d'appauvrissement pour une tension donnée, etc.

On constate que l'épaisseur de la région d'appauvrissement dans la diode varactor est proportionnelle à la racine carrée de la tension inverse à travers elle. De plus, la capacité du varactor est inversement proportionnelle à l'épaisseur de la région d'appauvrissement. De cela, on peut voir que la capacité de la diode varactor est inversement proportionnelle à la racine carrée de la tension à travers elle.

Les diodes fonctionnent généralement avec une polarisation inverse allant d'environ quelques volts à 20 volts et plus. Certains peuvent même fonctionner jusqu'à 60 volts, bien qu'à l'extrémité supérieure de la plage, on observe relativement peu de changement de capacité.

L'un des paramètres clés d'une diode varactor est le rapport de capacité. Ceci est couramment exprimé sous la forme Cx / Cy où x et y sont deux tensions vers les extrémités de la plage sur laquelle le changement de capacité peut être mesuré.

Pour un changement entre 2 et 20 volts, une diode brusque peut présenter un rapport de changement de capacité de 2,5 à 3, alors qu'une diode hyperabrupt peut être le double, par ex. 6.

Cependant, il est toujours nécessaire de consulter les courbes de la diode particulière pour s'assurer qu'elle donnera le changement de capacité requis sur les tensions qui seront appliquées. Il convient de rappeler qu'il y aura un écart dans les valeurs de capacité pouvant être obtenues, et cela doit être inclus dans tous les calculs pour le circuit final.

Spécification de fréquence maximale de fonctionnement

Il existe un certain nombre d'éléments qui limitent la fréquence de fonctionnement de toute diode varactor. La capacité minimale de la diode est évidemment un facteur limitant. Si de grands niveaux de capacité sont utilisés dans un circuit résonnant, cela réduira le Q. Un autre facteur est les réponses parasites, ainsi que la capacité parasite et l'inductance qui peuvent être présentées par le boîtier du dispositif. Cela signifie que les dispositifs à faible capacité qui peuvent être plus adaptés aux hautes fréquences seront placés dans des boîtiers de type hyperfréquence. Ces considérations et d'autres doivent être prises en compte lors du choix d'une diode varactor pour une nouvelle conception.

Comme un type de diode varactor particulier peut être disponible dans un certain nombre de boîtiers, il est nécessaire de choisir la variante avec le boîtier qui convient le mieux à l'application en vue.

Spécification Varactor Q

Une caractéristique importante de toute diode varactor est son Q. Ceci est particulièrement important dans un certain nombre d'applications. Pour les oscillateurs utilisés dans les synthétiseurs de fréquence, cela affecte les performances de bruit. Les diodes à Q élevé permettent d'obtenir un circuit accordé à Q plus élevé, ce qui réduit à son tour le bruit de phase produit par le circuit. Pour les filtres, le Q est encore une fois très important. Une diode à Q élevé permettra au filtre de donner une réponse plus nette, tandis qu'une diode à Q faible augmentera les pertes.

Le Q dépend de la résistance série que présente la diode varactor. Cette résistance découle de plusieurs causes:

  • la résistance du semi-conducteur dans les zones à l'extérieur de la région d'appauvrissement, c'est-à-dire dans la région où la charge est transportée vers les "plaques de condensateur".
  • une certaine résistance provenant des éléments de plomb et de boîtier du composant
  • une certaine contribution du substrat de la matrice

Le facteur Q ou de qualité de la diode peut être déterminé à partir de l'équation ci-dessous:

Où:
Cv = la capacité à la tension mesurée
R = la résistance série

De là, on peut voir que pour maximiser le Q, il est nécessaire de minimiser la résistance série. Les fabricants de diodes Varactor utilisent généralement une structure épitaxiale pour minimiser cette résistance.

Lors de la conception du circuit, le Q du circuit peut être maximisé en minimisant la capacité.

Ce sont les principales spécifications du varactor qui doivent être considérées en dehors des spécifications de base des diodes. Ces paramètres détaillent les performances du varactor en tant que diode à capacité variable et permettent d'évaluer son aptitude à ce rôle.


Voir la vidéo: Test -2. Varactor Diode. Varicap Diode. Electronic Students (Janvier 2021).