变容二极管的构造原理是什么?
变容二极管的构造原理参见图1(a)。从本质上讲,它属于反偏压的二极管,其结电容就是耗尽层的电容。可近似反耗尽层视为平行板电容器,两个导电板之间有介质。因此,结电容C1的容量与耗尽层的宽度d成反比,有公式C1∝1/d,又因为d与反向偏压VR的n次方成正比(n是与掺杂浓度有关的常数),故C1∝1/VRn,因此,反向偏压愈高,耗尽区就愈宽,而结电容量愈小。反之亦然。(a)图中,VR1>VR2,故d2>d1,Cj2<Cj1。
变容二极管的简化等效电路及电路符号分别如图1(b)、(c)所示。图中用一只可变电容来表示结电容。R2是半导体材料的电阻。
变容二极管的检测方法
检测变容二极管的专用仪器有:C-V特性仪、扫频仪、射频电桥先等。这些仪器价格昂贵且不易搞到。在业余条件下,也可以使用万用表来判断变容二极管的好坏。测试内容共包括三项:①使用指针式万用表的R×1k档检查PN结的单向导电性:(1)利用线性电容表测量室温下的结电容量(Cj);(2)观察结电容量随反向偏压(VR)变化的规律(Ci);(3)观察结电容量随反向偏压(VR)变化规律。下面通过一个实例阐述测量方法。
选择500型万用表的R×1k档。首先将红表笔接①脚,黑表笔接②脚,测得电阻值为6.5kΩ,与此同时记下表针倒数偏转格数n′≈19.7格。然后交换管脚位置后重新测量,电阻值变成无穷大。由此判定第一次为正向接法,正向电阻为6.5kΩ,正向导通电压VF=0.03V/格×9.7格=0.59V。第二次则属于反向接法。该管子具有单向导电性(参见图3(b)),并且靠近红色环的管脚为正极。欲测量变容二极管的结电容,可选用100pF量程的线性电容表。
变容二极管的选用
选用变容二极管时,应着重考虑其工作频率、最高反向工作电压、最大正向电流和零偏压结电容等参数是否符合应用电路的要求,应选用结电容变化大、高Q值、反向漏电流小的变容二极管。
变容二极管的代换
变容二极管损坏后,应更换与原型号相同的变容二极管或用其主要参数相同(尤其是结电容范围应相同或相近)的其它型号的变容二极管来代换。
变容二极管的应用
因为变容二极管的结电容能随外加的反向偏压而变化,所以它被用作调频、扫频及相位控制。目前,变容二极管的应用已相当广泛。例如,彩色电视机普遍采用具有记忆功能(预选台)的电子调谐器,其工作原理就是通过控制直流电压来改变变容二极管的结电容量,以选择某一频道的谐振频率。许多中小功率的调频发射机都采用变容二极管直接调频技术,即在工作于发射载频的LC振荡回路上直接调频,采用晶体振荡器和锁相环路来稳定中心频率。较之中频调制和倍频方法,这种方法的电路简单、性能良好、副波少、维修方便,是一种较先进的频率调制方案.
变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路上,实现低频信号调制到高频信号上,并发射出去。在工作状态,变容二极管调制电压一般加到负极上,使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化。
变容二极管发生故障,主要表现为漏电或性能变差:
(1)发生漏电现象时,高频调制电路将不工作或调制性能变差。
(2)变容性能变差时,高频调制电路的工作不稳定,使调制后的高频信号发送到对方被对方接收后产生失真。
出现上述情况之一时,就应该更换同型号的变容二极管。
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