電子(zi)電路通常(chang)由(you)電(dian)阻(zu)器(qi)、電容(rong)器(qi)、變壓(ya)器(qi)、二(er)極(ji)管、晶體(ti)管(guan)等(deng)組成。我們(men)將介(jie)紹(shao)壹種(zhong)特殊的二(er)極(ji)管類(lei)型。變容(rong)二(er)極(ji)管在電(dian)子工(gong)業(ye)中具有(you)有(you)用的應(ying)用，可提供(gong)壓(ya)控電(dian)容(rong)。此(ci)外，它們(men)還控制鎖相(xiang)環(huan)中(zhong)的(de)電(dian)壓(ya)電平(ping)。 

這(zhe)些可(ke)以集(ji)成在所(suo)有(you)類(lei)型的調(tiao)諧(xie)電(dian)路和頻(pin)率 RF 電(dian)路上(shang)。那(na)麽讓我們(men)來看看吧(ba)！了解其(qi)目(mu)的(de)和(he)操作過(guo)程似乎(hu)令(ling)人困惑(huo)。因(yin)此(ci)，我們(men)整理了本(ben)指南以(yi)幫助您(nin)獲(huo)得(de)有關此(ci)特定主題(ti)的更(geng)多知(zhi)識。

（圖(tu)片(pian)顯示變容(rong)二(er)極(ji)管。來源(yuan)：維(wei)基共(gong)享(xiang)資(zi)源(yuan)）

1. 什(shen)麽是(shi)變容二(er)極(ji)管？

變容（可變電(dian)容(rong)）二(er)極(ji)管，也(ye)稱為(wei)變容二(er)極(ji)管或(huo)調(tiao)諧(xie)二(er)極(ji)管，是(shi)壹種獨特的半(ban)導(dao)體(ti)。它(ta)在反向(xiang)偏(pian)置(zhi)時在器(qi)件的(de) pn 結上(shang)提(ti)供(gong)依賴於(yu)電壓(ya)的電(dian)容(rong)利(li)用能力。

2.變(bian)容二(er)極(ji)管類(lei)型及應(ying)用

下面，我們(men)將討論不同的(de)變容(rong)二(er)極(ji)管類(lei)型。我們(men)還探(tan)索(suo)了壹些組(zu)件(jian)的(de)應(ying)用程序(xu)。 

類(lei)型

超級(ji)突然

 超突變變(bian)容二(er)極(ji)管為電壓(ya)變化(hua)提(ti)供(gong)更(geng)高的(de)電(dian)容(rong)。它還可以在低電(dian)壓(ya)下運行。

突然

最(zui)常(chang)見(jian)的(de)類(lei)型是(shi)突變變(bian)容二(er)極(ji)管，由(you)恒定的摻雜(za)濃(nong)度(du)組成。它(ta)的結經(jing)歷(li)了在制造過(guo)程中(zhong)受(shou)到控制的(de)摻雜(za)分布(bu)。此(ci)外，電容(rong)與其(qi)接收(shou)的電(dian)壓(ya)成反比(bi)。

應(ying)用

射(she)頻(pin)濾(lv)波器(qi)：

實(shi)際(ji)變(bian)容(rong)二(er)極(ji)管還可以提(ti)供濾(lv)波器(qi)調諧(xie)功能(neng)。這(zhe)涉及(ji)在前(qian)端(duan)電(dian)路中實(shi)現(xian)跟(gen)蹤接收(shou)器(qi)，使它(ta)們(men)能夠監控傳(chuan)入(ru)信(xin)號。然後(hou)，受(shou)控(kong)電壓(ya)通過(guo)數(shu)模(mo)轉(zhuan)換器(qi)調節(jie)此(ci)功能(neng)。

壓(ya)控振(zhen)蕩(dang)器(qi) (VCO)：

各(ge)種(zhong)射(she)頻(pin)配置(zhi)包括帶有(you)變(bian)容(rong)二(er)極(ji)管的壓(ya)控振(zhen)蕩(dang)器(qi)，這(zhe)是(shi)壹個關鍵組(zu)件。振蕩(dang)器(qi)的主要操作涉(she)及(ji)鎖相(xiang)環(huan)。這(zhe)些為(wei)頻率(lv)合成器(qi)或(huo) FM 解(jie)調(tiao)器(qi)提供(gong)了應(ying)用。

（合成器(qi)包含壹個(ge) VCO，它利(li)用了變容二(er)極(ji)管）

頻率和相(xiang)位調(tiao)制器(qi)：

頻率(lv)和相(xiang)位調(tiao)制器(qi)也(ye)使(shi)用變容二(er)極(ji)管。頻率調制器(qi)通常(chang)將這(zhe)些集(ji)成到發(fa)生(sheng)器(qi)中的(de)電諧(xie)振(zhen)中(zhong)，從(cong)而(er)允許二(er)極(ji)管接收(shou)音頻(pin)。結果(guo)，電容(rong)將與音頻(pin)保(bao)持壹致(zhi)。反過(guo)來(lai)，這(zhe)會觸發(fa)頻(pin)率信(xin)號上(shang)下(xia)移(yi)動，以(yi)匹(pi)配電容變化(hua)。

在相(xiang)位調(tiao)制器(qi)中，變(bian)容二(er)極(ji)管並入相(xiang)移(yi)網(wang)絡(luo)，頻率(lv)信(xin)號在其(qi)中流(liu)動。二(er)極(ji)管接收(shou)音頻(pin)，使相(xiang)位與(yu)音頻(pin)變化同(tong)步。

三(san)、變(bian)容二(er)極(ji)管的工(gong)作原(yuan)理

變(bian)容二(er)極(ji)管電路圖(tu)：

（圖(tu)像(xiang)顯示電路上(shang)的(de)變(bian)容二(er)極(ji)管。來源(yuan)：Wikimedia Commons）

可(ke)變二(er)極(ji)管電路符(fu)號：

查(zha)看下(xia)面(mian)可變(bian)二(er)極(ji)管的原理圖(tu)符(fu)號，您(nin)將看到它包含與PN 結(jie)二(er)極(ji)管相(xiang)似的(de)特性。該二(er)極(ji)管具有陽極(ji)和陰極(ji)端(duan)子(zi)。您(nin)會發(fa)現(xian)二(er)極(ji)管位於(yu)符(fu)號的(de)壹(yi)端(duan)。同(tong)時(shi)，另壹端(duan)包含兩條(tiao)平行(xing)線(xian)，以(yi)象(xiang)征(zheng)電容器(qi)的導(dao)電(dian)板(ban)。最(zui)後(hou)，這(zhe)兩個(ge)板(ban)之間的空(kong)間代表絕(jue)緣(yuan)電(dian)介(jie)質。 

（可(ke)變二(er)極(ji)管電路符(fu)號。來(lai)源(yuan)：維(wei)基共(gong)享(xiang)資(zi)源(yuan)）

公(gong)式：

三個參(can)數(shu)影(ying)響變(bian)容二(er)極(ji)管的電容。它們(men)包括 PN 結的(de)橫截面(mian) (A)、半(ban)導(dao)體(ti) (Ɛ) 和(he)耗(hao)盡區的寬(kuan)度(du) (d)。您(nin)會發(fa)現(xian)這(zhe)在以(yi)下公式(shi)中(zhong)表示(shi)：

 C = AƐd

工(gong)作準(zhun)則(ze)：

我們(men)需(xu)要看壹(yi)個(ge)電容(rong)器(qi)來了解變容(rong)二(er)極(ji)管的工(gong)作原(yuan)理。電(dian)容器(qi)通常(chang)包含兩個(ge)導(dao)電(dian)金(jin)屬(shu)板(ban)，並在兩(liang)者(zhe)之間放(fang)置(zhi)絕(jue)緣(yuan)電(dian)介(jie)質。變(bian)容(rong)二(er)極(ji)管的 P 型和 N 型區用作導(dao)電(dian)板(ban)，而耗(hao)盡區代表電(dian)介(jie)質。由(you)於(yu)其(qi)與電(dian)容(rong)器(qi)相(xiang)似的(de)構造和(he)設(she)計(ji)，二(er)極(ji)管會產生(sheng)電容。

（變容二(er)極(ji)管具有與電容(rong)器(qi)相(xiang)似的(de)特性）

如果(guo)介(jie)電常(chang)數增(zeng)加(jia)或(huo)兩(liang)個(ge)板(ban)之間的距(ju)離更(geng)短，則(ze)電(dian)容(rong)會增(zeng)加(jia)。然而，兩(liang)者(zhe)之間的距(ju)離變大(da)或(huo)介(jie)電常(chang)數下(xia)降會導(dao)致(zhi)電容(rong)降低。變(bian)容(rong)二(er)極(ji)管的電容與結(jie)的(de)橫截面(mian)積(ji)成正(zheng)比(bi)。它與(yu)耗(hao)盡區的寬(kuan)度(du)成反比(bi)。由(you)於(yu)耗(hao)盡區的寬(kuan)度(du)調整而發(fa)生(sheng)電容變化。

反向(xiang)偏(pian)置(zhi)的變容二(er)極(ji)管會導(dao)致(zhi)耗(hao)盡區變化(hua)。首先(xian)，壹(yi)旦反向(xiang)偏(pian)置(zhi)增(zeng)加(jia)，該區域就會擴大(da)。實(shi)際(ji)上(shang)，N 型和 P 型之間的空(kong)間增(zeng)大(da)，從(cong)而降低了電容。減(jian)小(xiao)反向(xiang)偏(pian)置(zhi)將導(dao)致(zhi)耗(hao)盡區收(shou)緊。因(yin)此(ci)，N 型和 P 型區域之(zhi)間的距(ju)離將縮短(duan)，從(cong)而增(zeng)加(jia)電容(rong)。因(yin)此(ci)，在變(bian)容二(er)極(ji)管上(shang)施(shi)加(jia)不同的(de)反向(xiang)偏(pian)置(zhi)電壓(ya)會改變(bian)電(dian)容。

（圖(tu)片(pian)展示(shi)了增(zeng)加(jia)和減(jian)少電(dian)容的影響(xiang)。來源(yuan)：維(wei)基共(gong)享(xiang)資(zi)源(yuan)）

基(ji)本(ben)操作：

變(bian)容(rong)二(er)極(ji)管本(ben)質上(shang)存(cun)儲電荷。結(jie)果(guo)，這(zhe)些組(zu)件通(tong)常在反向(xiang)偏(pian)置(zhi)中起作用。施(shi)加(jia)反向(xiang)偏(pian)置(zhi)電壓(ya)將導(dao)致(zhi) n 區電子(zi)和 p 區空(kong)穴(xue)與器(qi)件的(de)結分離。

 4.變容(rong)二(er)極(ji)管等效(xiao)電路

通常(chang)，變容(rong)二(er)極(ji)管包含幾個主要組件(jian)，這(zhe)有助於(yu)設(she)計(ji)二(er)極(ji)管等效(xiao)電路。

不同的(de)雜(za)散元素包括：

• Rs (V)：用作二(er)極(ji)管的串(chuan)聯電阻(zu)。它根(gen)據接(jie)收(shou)到的電(dian)壓(ya)而有(you)所(suo)不同。

• CJ (V)：這(zhe)裏(li)使(shi)用的方(fang)面(mian)展(zhan)示(shi)了可變結(jie)電(dian)容(rong)。它還用作二(er)極(ji)管的主要元件(jian)。

• LP：變(bian)容(rong)二(er)極(ji)管中的接線(xian)會導(dao)致(zhi)串(chuan)聯電容(rong)增(zeng)加(jia)。

• CP：這(zhe)代表寄生(sheng)電容(rong)。二(er)極(ji)管中的連接線(xian)會導(dao)致(zhi)其(qi)結周(zhou)圍(wei)的寄生(sheng)電容(rong)增(zeng)加(jia)。

5、電容(rong)器(qi)的溫(wen)度(du)系(xi)數(shu)

您(nin)可以(yi)使用以下公(gong)式計(ji)算(suan)變(bian)容二(er)極(ji)管的電容系(xi)數(shu)溫(wen)度(du)：

TC C = CC0(T1 – T0)x 100% %/°C

ΔC 值(zhi)表示(shi)器(qi)件在反向(xiang)偏(pian)置(zhi)期(qi)間因(yin)溫(wen)度(du)變化(hua) (T1 – T0) 而引起的電(dian)容變化(hua)。例(li)如(ru)，我們(men)將查看壹(yi)個(ge)值(zhi)，其(qi)中 C 0等(deng)於(yu) 29 pF，VR 為 3V，T 0為 25。然後(hou)，我們(men)計(ji)算(suan)變(bian)容二(er)極(ji)管的電容變化(hua)。隨著(zhe) VR 值(zhi)的(de)變(bian)化(hua)，TC C會發(fa)生(sheng)變化。因(yin)此(ci)，最(zui)大(da)頻(pin)率設(she)置(zhi)為 600MHz。然後(hou)，您(nin)可以(yi)使用以下公(gong)式計(ji)算(suan)變(bian)容二(er)極(ji)管的電抗：

XL = 2πfL = (6.28)(600 x 10 10 Hz)(2.5 x 10 -9 F) = 9.42 歐姆(mu)

結論

正(zheng)如(ru)我們(men)所(suo)知(zhi)，變容二(er)極(ji)管是(shi)電子和(he)射(she)頻(pin)電(dian)路中的(de)有用組件。此(ci)外，該器(qi)件包含與電(dian)容器(qi)類(lei)似的(de)功能(neng)，展示(shi)了它如何(he)通(tong)過(guo)反向(xiang)偏(pian)置(zhi)電壓(ya)的變(bian)化(hua)來(lai)增(zeng)加(jia)或(huo)減(jian)少電(dian)容。我們(men)還研究了它的壹(yi)些(xie)應(ying)用，包括 RF 濾波器(qi)、VCO 以及(ji)頻率和相(xiang)位調(tiao)制器(qi)。通常(chang)，當今存在兩(liang)種類(lei)型的變(bian)容(rong)二(er)極(ji)管，突變型和超(chao)突變型。每壹(yi)種(zhong)都(dou)有其(qi)獨特的電容(rong)用途。

您(nin)對變(bian)容二(er)極(ji)管有任(ren)何疑(yi)問(wen)嗎(ma)？請(qing)隨時(shi)與(yu)我們(men)聯系(xi)！