變容二極管是根據普通二極管內部 "PN結” 的結電容能隨外加反向電壓的變化而變化這一原理專(zhuān)門(mén)設計出來(lái)的一種特殊二極管。二極管的PN結具有結電容，當加反向電壓時(shí)，阻擋層加厚，結電容減小，所以改變反向電壓的大小可以改變PN結的結電容大小，這樣二極管就可以作為可變電容器用。變容二極管是一種電抗可變的非線(xiàn)性電路元件，一般使用的材料為硅或砷化鎵。變容二極管廣泛用于參量放大器，電子調諧及倍頻器等微波電路中。
變容二極管主要是通過(guò)結構設計及工藝等一系列途徑來(lái)突出電容與電壓的非線(xiàn)性關(guān)系，并提高Q值以適合應用。
通過(guò)施加反向電壓，使其PN結的靜電容量發(fā)生變化。因此，經(jīng)常用在自動(dòng)頻率控制、掃描振蕩、調頻和調諧等電路中。通常，雖然是采用硅的擴散型二極管，但是也可采用合金擴散型、外延結合型、雙重擴散型等特殊制作的二極管，因為這些二極管對于電壓而言，其靜電容量的變化率特別大。結電容隨反向電壓VR變化，取代可變電容，用作調諧回路、振蕩電路、鎖相環(huán)路，常用于電視機高頻頭的頻道轉換和調諧電路，多以硅材料制作。
變容二極管有玻璃外殼封裝（玻封）、塑料封裝（塑封）、金屬外殼封裝（金封）和無(wú)引線(xiàn)表面封裝等多種封裝形式、如圖4-18所示。通常，中小功率的變容二極管采用玻封、塑封或表面封裝，而功率較大的變容二極管多采用金封。
變容二極管的構造原理
圖1 變容二極管的構造原理、簡(jiǎn)化等效電路及電路符號
變容二極管的構造原理參見(jiàn)圖1(a)。從本質(zhì)上講，它屬于反偏壓的二極管，其結電容就是耗盡層的電容�？山品春谋M層視為平行板電容器，兩個(gè)導電板之間有介質(zhì)。因此，結電容C1的容量與耗盡層的寬度d成反比，有公式C1∝1/d，又因為d與反向偏壓VR的n次方成正比（n是與摻雜濃度有關(guān)的常數），故C1∝1/VRn，因此，反向偏壓愈高，耗盡區就愈寬，而結電容量愈小。反之亦然。(a)圖中，VR1＞VR2，故d2＞d1，Cj2＜Cj1。
變容二極管的簡(jiǎn)化等效電路及電路符號分別如圖1(b)、(c)所示。圖中用一只可變電容來(lái)表示結電容。R2是半導體材料的電阻。
變容二極管的檢測方法
檢測變容二極管的專(zhuān)用儀器有：C-V特性?xún)x、掃頻儀、射頻電橋先等。這些儀器價(jià)格昂貴且不易搞到。在業(yè)余條件下，也可以使用萬(wàn)用表來(lái)判斷變容二極管的好壞。測試內容共包括三項：①使用指針式萬(wàn)用表的R×1k檔檢查PN結的單向導電性：（1）利用線(xiàn)性電容表測量室溫下的結電容量(Cj)；（2）觀(guān)察結電容量隨反向偏壓(VR)變化的規律（Ci）；（3）觀(guān)察結電容量隨反向偏壓（VR）變化規律。下面通過(guò)一個(gè)實(shí)例闡述測量方法。
被測變容二極管為FV1043型，它采用玻璃封裝，外形見(jiàn)圖3(a)。玻殼兩端涂有色環(huán)，一端是黃色環(huán)，另一端為紅色環(huán)�，F給兩個(gè)管腳分別編上序號（1）、（2）。
圖3 變容二極管FV1043的外形及極性判斷
選擇500型萬(wàn)用表的R×1k檔。首先將紅表筆接①腳，黑表筆接②腳，測得電阻值為6.5kΩ，與此同時(shí)記下表針倒數偏轉格數n′≈19.7格。然后交換管腳位置后重新測量，電阻值變成無(wú)窮大。由此判定第一次為正向接法，正向電阻為6.5kΩ，正向導通電壓VF=0.03V/格×9.7格=0.59V。第二次則屬于反向接法。該管子具有單向導電性（參見(jiàn)圖3(b)），并且靠近紅色環(huán)的管腳為正極。欲測量變容二極管的結電容，可選用100pF量程的線(xiàn)性電容表。
變容二極管的選用
選用變容二極管時(shí)，應著(zhù)重考慮其工作頻率、最高反向工作電壓、最大正向電流和零偏壓結電容等參數是否符合應用電路的要求，應選用結電容變化大、高Q值、反向漏電流小的變容二極管。
變容二極管的代換
變容二極管損壞后，應更換與原型號相同的變容二極管或用其主要參數相同（尤其是結電容范圍應相同或相近）的其它型號的變容二極管來(lái)代換。
變容二極管的應用
因為變容二極管的結電容能隨外加的反向偏壓而變化，所以它被用作調頻、掃頻及相位控制。目前，變容二極管的應用已相當廣泛。例如，彩色電視機普遍采用具有記憶功能（預選臺）的電子調諧器，其工作原理就是通過(guò)控制直流電壓來(lái)改變變容二極管的結電容量，以選擇某一頻道的諧振頻率。許多中小功率的調頻發(fā)射機都采用變容二極管直接調頻技術(shù)，即在工作于發(fā)射載頻的LC振蕩回路上直接調頻，采用晶體振蕩器和鎖相環(huán)路來(lái)穩定中心頻率。較之中頻調制和倍頻方法，這種方法的電路簡(jiǎn)單、性能良好、副波少、維修方便，是一種較先進(jìn)的頻率調制方案.
變容二極管在無(wú)繩電話(huà)機中主要用在手機或座機的高頻調制電路上，實(shí)現低頻信號調制到高頻信號上，并發(fā)射出去。在工作狀態(tài)，變容二極管調制電壓一般加到負極上，使變容二極管的內部結電容容量隨調制電壓的變化而變化。
變容二極管發(fā)生故障，主要表現為漏電或性能變差：
�。�1）發(fā)生漏電現象時(shí)，高頻調制電路將不工作或調制性能變差。
�。�2）變容性能變差時(shí)，高頻調制電路的工作不穩定，使調制后的高頻信號發(fā)送到對方被對方接收后產(chǎn)生失真。
出現上述情況之一時(shí)，就應該更換同型號的變容二極管。
變容二極管是根據普通二極管內部 “pn結” 的結電容能隨外加反向電壓的變化而變化這一原理專(zhuān)門(mén)設計出來(lái)的一種特殊二極管。
變容二極管在無(wú)繩電話(huà)機中主要用在手機或座機的高頻調制電路上，實(shí)現低頻信號調制到高頻信號上，并發(fā)射出去。在工作狀態(tài)，變容二極管調制電壓一般加到負極上，使變容二極管的內部結電容容量隨調制電壓的變化而變化。變容二極管發(fā)生故障，主要表現為漏電或性能變差：
�。�1）發(fā)生漏電現象時(shí)，高頻調制電路將不工作或調制性能變差。
�。�2）變容性能變差時(shí)，高頻調制電路的工作不穩定，使調制后的高頻信號發(fā)送到對方被對方接收后產(chǎn)生失真。出現上述情況之一時(shí)，就應該更換同型號的變容二極管。 |
