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Compreendendo as especificações do diodo varator: especificações e parâmetros

Compreendendo as especificações do diodo varator: especificações e parâmetros


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Ao escolher um diodo varator a partir das informações na folha de dados, as especificações do varator precisam ser avaliadas cuidadosamente para ver se seu desempenho atende às necessidades do circuito em que se destina.

Tendo em vista que o diodo varactor é um diodo semicondutor, muitos parâmetros são iguais aos de outros diodos. No entanto, existem várias outras especificações que são exclusivas para a operação do diodo varactor.

Como os requisitos do varator podem ser um equilíbrio entre vários fatores concorrentes, é necessário entender as especificações e o que elas significam.

Especificação de decomposição reversa do Varactor

A tensão de ruptura reversa, VB de um diodo varactor é uma especificação importante porque as tensões que podem ser usadas para acionar esses diodos para fornecer a faixa necessária de capacitância podem ser bastante altas em alguns casos.

A capacitância diminui com o aumento da polarização reversa, embora à medida que as tensões aumentam, a diminuição da capacitância se torna menor. Para atingir a capacitância mínima exigida e a faixa geral de capacitância, pode ser necessário aplicar algumas tensões relativamente altas.

Em vista das altas tensões que podem precisar ser aplicadas, é aconselhável escolher um diodo varator que tenha uma margem entre a tensão máxima que é provável esperar, ou seja, a tensão de trilho do circuito do driver e a tensão de ruptura reversa o diodo na folha de dados de especificações. Ao garantir que haja margem suficiente, o circuito tem menos probabilidade de falhar.

Também é necessário garantir que a especificação de capacitância mínima seja alcançável com a tensão máxima do driver. Novamente, uma boa margem deve ser deixada para acomodar variações nos parâmetros entre os dispositivos.

Os diodos normalmente operam com polarização reversa variando de cerca de alguns volts até 20 volts ou possivelmente mais. Alguns podem até operar até 60 volts, embora na extremidade superior da faixa seja vista comparativamente pouca mudança na capacitância. Além disso, conforme a tensão no diodo aumenta, é provável que sejam necessárias fontes de tensão específicas para os circuitos que acionam os diodos varator.

Em alguns diodos, há um ponto agudo no qual ocorre a ruptura, muito semelhante à curva de um diodo Zener, e é aqui que ocorre a ruptura por avalanche. Os diodos de menor desempenho terão uma característica de quebra muito mais suave e os diodos com esse tipo de quebra geralmente oferecem níveis mais baixos de desempenho.

A tensão de ruptura reversa é normalmente medida no ponto onde há 10 µA de corrente reversa. Como os varactores geralmente são acionados por uma fonte de alta impedância, esse limite é muito aceitável.

Ao selecionar um diodo varactor, o parâmetro de tensão reversa VB é importante e o diodo não deve funcionar muito próximo do máximo. É aconselhável selecionar um diodo com uma tensão reversa máxima que seja no mínimo 5 volts maior do que a tensão máxima que será aplicada. Uma margem maior é aconselhável, pois isso aumentará a confiabilidade.

Especificação de corrente reversa do diodo varator

A corrente reversa, euR, é outra medida do desempenho básico do diodo. Se a corrente de fuga aumentar muito, isso afetará o circuito de acionamento, que normalmente é de alta impedância. Isso também reduzirá o Q do circuito sintonizado no qual a maioria dos diodos está localizada.

Faixa de capacitância e especificação de razão de capacitância

A faixa de capacitância real para um diodo varactor depende de vários fatores: a área da junção; a largura da região de depleção para uma determinada tensão, etc.

Verifica-se que a espessura da região de depleção no diodo varactor é proporcional à raiz quadrada da tensão reversa através dele. Além disso, a capacitância do varator é inversamente proporcional à espessura da região de depleção. A partir disso, pode-se ver que a capacitância do diodo varactor é inversamente proporcional à raiz quadrada da voltagem através dele.

Os diodos normalmente operam com polarização reversa variando de cerca de alguns volts até 20 volts e mais. Alguns podem até operar até 60 volts, embora na extremidade superior da faixa seja vista comparativamente pouca mudança na capacitância.

Um dos principais parâmetros para um diodo varactor é a relação de capacitância. Isso é comumente expresso na forma Cx / Cy, onde x e y são duas tensões em direção às extremidades da faixa na qual a mudança de capacitância pode ser medida.

Para uma mudança entre 2 e 20 volts, um diodo abrupto pode exibir uma razão de mudança de capacitância de 2,5 a 3, enquanto um diodo hiperabrupto pode ser o dobro disso, e. 6

No entanto, ainda é necessário consultar as curvas para o diodo específico para garantir que ele dará a mudança de capacitância necessária sobre as tensões que serão aplicadas. Vale lembrar que haverá um spread nos valores de capacitância que podem ser obtidos, e isso deve ser incluído em todos os cálculos para o circuito final.

Frequência máxima de especificação de operação

Existem vários itens que limitam a frequência de operação de qualquer diodo varator. A capacitância mínima do diodo é obviamente um fator limitante. Se grandes níveis de capacitância forem usados ​​em um circuito ressonante, isso reduzirá o Q. Um outro fator são as respostas parasitas, bem como a capacitância parasita e a indutância que podem ser exibidas pelo pacote do dispositivo. Isso significa que dispositivos com baixos níveis de capacitância que podem ser mais adequados para altas frequências serão colocados em pacotes do tipo microondas. Essas e outras considerações precisam ser levadas em consideração ao escolher um diodo varator para um novo projeto.

Como um determinado tipo de diodo varator pode estar disponível em vários pacotes, é necessário escolher a variante com o pacote que seja mais adequado para a aplicação em vista.

Especificação Varactor Q

Uma característica importante de qualquer diodo varator é seu Q. Isso é particularmente importante em várias aplicações. Para osciladores usados ​​em sintetizadores de frequência, isso afeta o desempenho do ruído. Diodos Q altos permitem que um circuito sintonizado Q mais alto seja alcançado e, por sua vez, isso reduz o ruído de fase produzido pelo circuito. Para filtros, o Q é novamente muito importante. Um diodo Q alto permitirá que o filtro dê uma resposta mais nítida, enquanto um diodo Q baixo aumentará as perdas.

O Q depende da resistência em série que o diodo varactor exibe. Essa resistência surge de uma série de causas:

  • a resistência do semicondutor nas áreas fora da região de depleção, ou seja, na região onde a carga é transportada para as "placas do capacitor".
  • alguma resistência decorrente dos elementos de chumbo e embalagem do componente
  • alguma contribuição do substrato da matriz

O Q ou fator de qualidade para o diodo pode ser determinado a partir da equação abaixo:

Onde:
Cv = a capacitância na tensão medida
R = a resistência em série

A partir disso, pode-se ver que para maximizar o Q é necessário minimizar a resistência em série. Os fabricantes de diodos Varactor normalmente usam uma estrutura epitaxial para minimizar essa resistência.

Ao projetar o circuito, o Q do circuito pode ser maximizado minimizando a capacitância.

Estas são as principais especificações do varactor que precisam ser consideradas fora das especificações básicas do diodo. Esses parâmetros detalham o desempenho do varactor como um diodo de capacitância variável e permitem que sua adequação seja avaliada nesta função.


Assista o vídeo: Eletrônica Aplicada - Aula 02 - O Diodo em Circuitos de Corrente Alternada (Junho 2022).


Comentários:

  1. Benson

    Normul, estou procurando há muito tempo! obrigado a todos...

  2. Cenewig

    Eles estão errados. Escreva-me em PM.

  3. Tedman

    Ponto de vista autoritário, engraçado...



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