Diodo varicap

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Varicap symbol.png

Il diodo varicap o varactor è un particolare tipo di diodo a semiconduttore la cui caratteristica principale è di variare la capacità di giunzione al variare della tensione di polarizzazione inversa. La sua funzione è quella di condensatore variabile, e la sua natura di diodo è quindi secondaria.

Tipo circuito implementativo con due diodi varicap. La tensione di controllo è Vc

Il diodo viene polarizzato inversamente in modo che non vi sia flusso di corrente. In queste condizioni, nella giunzione viene a formarsi una zona di svuotamento in cui i portatori liberi di cariche si ricombinano e scompaiono, e restano solo le cariche fisse non neutralizzate degli ioni droganti del cristallino. Lo spessore di questa zona, e la carica presente, sono proporzionali alla radice quadrata della differenza di potenziale applicata. Siccome è presente una carica dipendente da una variazione di potenziale, la giunzione ha un comportamento capacitivo. La zona di svuotamento agisce contemporaneamente come dielettrico e come armatura di un condensatore.

La capacità di un varicap è inversamente proporzionale alla radice della tensione:


C_j=\frac{C_{j0}}{\sqrt{1-{V_D \over V_{bi}}}}


dove V_{bi} è la tensione di built-in, caratteristica del diodo, e V_D è la tensione sul diodo.

Tutte le giunzioni, e quindi tutti i diodi e transistor a semiconduttore, presentano in qualche misura questo fenomeno, che è spesso negativo in molte applicazioni. Nel varicap, ed in alcuni più di altri, la progettazione mira ad aumentare invece l'effetto, aumentando la superficie di giunzione e drogando opportunamente il semiconduttore. In particolare si cerca di aumentare l'intervallo di variazione della capacità.

Non tutti i varicap sono diodi. Nella realizzazione di circuiti integrati in tecnologia CMOS è possibile implementare un varicap ponendo una regione fortemente drogata positivamente (chiamata impianto P+) all'interno di una regione leggermente drogata positivamente (chiamata PWELL). Similmente, nella tecnica NMOS si possono includere regioni N+ all'interno di regioni NWELL.

I varicap sono impiegati in amplificatori, oscillatori e negli Oscillatori controllati in tensione (VCO) facenti parte di un circuito PLL.


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Altre informazioni in Italiano sui diodi varicap

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