Dispositifs à semi-conducteurs - Diode Varactor

Il s'agit d'une diode de jonction PN spéciale avec une concentration irrégulière d'impuretés dans ses matériaux PN. Dans une diode à jonction PN normale, les impuretés dopantes sont généralement dispersées de manière égale dans tout le matériau. Diode varactor dopée avec une très petite quantité d'impuretés à proximité de la jonction et la concentration en impuretés augmente en s'éloignant de la jonction.

Dans la diode à jonction conventionnelle, la région d'appauvrissement est une zone qui sépare le matériau P et N. La région d'appauvrissement est développée au début lorsque la jonction est initialement formée. Il n'y a pas de porteurs de courant dans cette région et donc la région d'appauvrissement agit comme un milieu diélectrique ou un isolant.

Le matériau de type P avec des trous comme porteurs majoritaires et le matériau de type N avec des électrons comme porteurs majoritaires agissent désormais comme des plaques chargées. Ainsi, la diode peut être considérée comme un condensateur avec des plaques chargées opposées de type N et P et la région d'appauvrissement fait office de diélectrique. Comme nous le savons, les matériaux P et N, qui sont des semi-conducteurs, sont séparés par un isolant de région d'appauvrissement.

Les diodes qui sont conçues pour répondre à l'effet de capacité sous polarisation inverse sont appelées varactors, varicap diodes, ou voltage-variable capacitors.

La figure suivante montre le symbole de la diode Varactor.

Les diodes Varactor fonctionnent normalement dans la condition de polarisation inverse. Lorsque la polarisation inverse augmente, la largeur de la région d'appauvrissement augmente également, ce qui réduit la capacité. Cela signifie que lorsque la polarisation inverse diminue, une augmentation correspondante de la capacité peut être observée. Ainsi, la capacité de la diode varie inversement proportionnellement à la tension de polarisation. En général, ce n'est pas linéaire. Il fonctionne entre zéro et la tension de claquage inverse.

La capacité de la diode Varactor est exprimée par -

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

  • CT = Capacité totale de la jonction

  • E = Permittivité du matériau semi-conducteur

  • A = Aire de la section transversale de la jonction

  • Wd = Largeur de la couche d'épuisement

Ces diodes sont variables utilisées dans les applications micro-ondes. Les diodes Varactor sont également utilisées dans les circuits résonants où un certain niveau d'accord de tension ou de contrôle de fréquence est nécessaire. Cette diode est également utilisée dans le contrôle automatique de fréquence (AFC) dans les récepteurs de radio et de télévision FM.