Diodo varicap

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.

File:CircuitoVaricap.png

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 deplezione in cui non sono presenti elettroni liberi e lacune, che agisce come il dielettrico di un condensatore. Lo spessore di questa zona è proporzionale alla radice quadrata della differenza di potenziale applicata. Poiché la capacità è inversamente proporzionale allo spessore del dielettrico, la capacità di un varicap è inversamente proporzionale alla tensione.

Tutti i diodi 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.