半导体器件 - 可变电容二极管

这是一种特殊的PN结二极管，其PN材料中的杂质浓度不均匀。在普通的PN结二极管中，掺杂杂质通常均匀地分散在整个材料中。可变电容二极管在结附近掺杂少量杂质，并且杂质浓度随着远离结而增加。

在传统的结型二极管中，耗尽区是分离P型和N型材料的区域。耗尽区是在结最初形成时产生的。此区域中没有载流子，因此耗尽区充当电介质或绝缘体。

具有空穴作为多数载流子的P型材料和具有电子作为多数载流子的N型材料现在充当带电极板。因此，二极管可以被认为是一个电容器，具有N型和P型相反的带电极板，而耗尽区充当电介质。众所周知，P型和N型材料作为半导体，被耗尽区绝缘体隔开。

设计用于响应反向偏置下电容效应的二极管称为**可变电容二极管、可变电容二极管**或**电压可变电容器**。

下图显示了可变电容二极管的符号。

可变电容二极管通常在反向偏置条件下工作。当反向偏置增加时，耗尽区的宽度也增加，导致电容减小。这意味着当反向偏置减小时，可以看到电容相应增加。因此，二极管电容与偏置电压成反比。通常这不是线性的。它在零电压和反向击穿电压之间工作。

可变电容二极管的电容表示为：

$$C_T = E\frac{A}{W_d}$$

• C_T = 结的总电容

• E = 半导体材料的介电常数

• A = 结的横截面积

• W_d = 耗尽层的宽度

这些二极管广泛用于微波应用。可变电容二极管也用于需要一定水平的电压调谐或频率控制的谐振电路。该二极管也用于调频收音机和电视接收机的自动频率控制 (AFC)。