常用变容二极管

常用变容二极管 变容二极管（Varactors），又称为电压调谐电容（Voltage variable Capactors，VVC）或调谐二极管（Tuning Diodes），当在二极管两端加上反向偏压时，会产生电容效应，通常变容二极管的电容量，随反向偏压增大而减小。变容二极管优点主要表现在：（1）体型小巧易于安装；（2）易于实现自动电子调谐（Auto Electronic Tuning），方便遥控的电子调谐器的设计。如今的电视系统或通信系统中的频道选择及呼叫等电路，基本上都由变容二极管完成。 1、 变容二极管工作原理 变容二极管的等效电路如图1（a）所示。 图1 （a）变容二极管的等效电路 （b）变容二极管的简化等效电路 其中，Rp——反向偏压的结电阻（Junction Resistance）； ——外部引线电感； ——内部引线电感； ——封装电容； ——二极管体电阻； ——结电容。 通常，等效电路中的电感与封装电容等都可略去不计，简化后的等效电路如图1（b）所示。一般地，变容二极管与外加电压的关系可表示为 　　　　 (1) 为变容二极管的结电容， 为变容管加零偏压时的结电容；VD为变容管PN结内建电位差（硅管VD=0.7V，锗管VD=0.3V）； 为变容二极管的电容变化指数，与频偏的大小有关；v为变容管两端所加的反向电压。在小频偏情况下，选 =1的变容二极管可近似实现线性调频；在大频偏情况下，必须选 =2的超突变结变容二极管，才能实现较好的线性调频。 变容二极管的 特性曲线如图2所示。当加入的反向电压为 时，设电路工作在线性调制状态，在静态工作点Q处，可得曲线的斜率为 。 图2 变容二极管的 特性曲线 2、变容二极管重要参数：变容比率与Q值 （1）变容比率，实际上就是在两个不同偏压下的电容量比值，设为 ，可得近似的变容比率为 　 (2) 式中， ——在偏压最小时的结电容值； ——在偏压最大时的结电容值。 可见，变容比率 与 值有关， 值愈大变容比率 愈大。 （2）变容二极管Q值 由简化的等效电路，可导出变容二极管的元件Q值为 (3) 可见，变容二极管的Q值并非为定值，而是随外加偏压及频率的变化而变化。通常， 阻值小于１欧姆， 阻值为1010Ω级，在较高频率时，因 ，可得高频时的Q值为 （4） 可见，由于二极管中等效串联电阻Rs的影响，高频时Q值将会降低。而在较低频率时，由于等效电路以 为主导，忽略 的影响，可得此时的Q值为 （5） 可见，在低的频率段，随着频率的上升，Q值会有所提高；而在低的频率段的低区，由于反向偏压所引起的结电阻基本为恒值，会导致Q值下降。 由上面的分析可知，变容二极管主要存在以下不足： （1）品质因素Q值不够高。早期所用的机械式调谐电容器，元件本身的品质因数Q值都很高，一般都可达几千。因而应用这类调谐电容器的电路，电路Q值可由振荡线圈、振荡电容、谐振电阻等元件而定；采用变容二极管为调谐电容后，变容二极管的Q值通常在几十至几百之间，因而必须注意其Q值对电路的影响，尤其是频率的低端与高端。 （2）容易受温度影响。由于变容二极管为半导体器件，因而在温度效应上，仍有其先天不足，因此在设计时，应注意温度补偿的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。常用的补偿设计，可采用的二极管正向导通压降来实现对变容二极管的温度补偿，当温度上升时，二极管正向导通的压降随之减少，因而可使变容二极管上的反向偏压改变。如图3所示，二极管D1的正向压降Vd设为0.6V，当温度上升后，若Vd降至约为0.5V，而Vin保持为恒定，则输出至变容二极管Dv的偏压Vo将会增加0.1V。所增加的电压，将会使变容二极管的电容量下降，因而可抵消因温度改变而增加的量。在实际应用时，为使这一电路能有效工作，补偿用二极管的材质特性，宜与变容二极管的相当。且在电路中的安装位置，应与变容二极管处于相同的温度环境。另外，以变容二极管设计的电容控制振荡器VCO，为锁相环路中的主体，且由于其本身已具有反馈环路，由于外因导致的变容二极管上容量产生变化，都可经由反馈而取得补偿，因而不需再加额外的补偿装置。 图3 正向二极管温度补偿 常用的国产变容二极管有2CC系列和2CB系列，进口变容二极管有S系列、MV系列、KV系列、1T系列、1SV系列等，表1列出了几种常用的变容二极管技术资料，仅供参考。 在工程应用中，要注意以下几点： （1）进行调谐电视频道或调幅广播时，需要较宽的频率范围，因而通常选用 的超突变结变容二极管； （2）电容量大的，多用于频率较低的系统，如应用在10M以下的调幅（AM）广播频段； （3）调谐变容二极管在选用时应尽量配对使用，因为在几个调谐电路中用的是同一个调谐电压，则要求变容二极管在同一变化的电压下，容量的变化相同，即电压、容量特性的一致性。所以在选用更换时要求要同型号、同色点或同字母。以保证调谐的准确和良好的接收效果。 （4）在很多的技术资料上，都设 =4V为最佳工作状况的最低反向偏压值。有时为取得更高的变容比率，可以降低 值，不过必须以牺牲变容二极管Q值为代价。 （5）在降低反向偏压时，必须注意外加信号电压峰值大小，以避免变容二极管工作在正向导通状态。且在信号电压过大时，将会引发电容调制效应而产生失真。 （6）实际应用变容比率 时，都较手册理论值低，在设计应用时需加注意。 表1 常用的变容二极管技术参数 型号 电容量（工作电压） Q 用途 封装 备注 1N5139 6.8(4V) 2.5(60V) 2.7 350 UHF VHF FM DO-7 1N51**系列，VDC=4V容量为6.8P~47P,每一档相差约3P。 1N5148 47(4V) 14.7(60V) 3.2 200 MV2101 6.8P（4V） 2.5P（30V） 2.7 450 SOT-23 TO-92 MV210*系列, MV2101, 03,05,07,09及LV2209，电容范围6.8P-33P。 MV2109 33P（4V） 11P（30V） 3 200 MBV109 MV209 29P（3V） 5.7P（25V） 6 200 VHF TO-92 SOT-23 单电容 KV1300 74P（2V） 25P（8V） 2.35 >90 FM VCO TO92-3 双电容封装, KV1360常用在电池供电产品中 KV1310 43P（2V） 19P（8V） 2.3 >100 KV1330 73P（2V） 17.5P（9V） 4.3 >60 KV1350 62.5P（1V） 12P（9V） 4.6 >60 KV1360 92P（1V） 16P（6.5V） 4.7 >50 KV1370 70P（1V） 13.5P（4.5V） 5 >50 SVC201 32.5P(1.6V) 11.5P(7.5V) 3 >200 FM TO-92 单电容 SVC211 39.5P(3V) 16.5P(25V) 2.44 100 TO-92 双电容封装 SVC221 22.8P(2V) 13.5P(8V) 1.7 100 SOT-23 单电容 SVC231 47.5P(2V) 19.5P(8V) 2.45 100 SOT-23 双电容封装 SVC241 72P(2V) 21.9P(8V) 3.1 80 AM SOT-23 双电容封装，可用于FM的VCO。 SVC251 30.5P(1.6V) 15P(5V) >1.7 >200 AFC PLL TO-92 单电容 1SV100 525P（1V） 35P(9V) 17 450 AM TO92M 单电容 1SV101 30P（3V） 13P(9V) 2.4 >200 FM 单电容 1SV102 410P（2V） 18P(25V) 23 400 AM 单电容 1SV103 39.5P（3V） 14.7P(30V) 2.75 >400 FM 双电容封装 SVC341,2 463P(1V) 20.5P(9V) >19.5 200 AM SOT-89 双电容,尾数双数为TO-92封装。 SVC343,4 430P(1V) 23.5P(4.5V) >15 SOT-89 SVC345,6 500P(1V) 24P(6.5V) >21 SOT-89 SVC347,8 498P(1V) 23P(8V) >18.5 SOT-23 BB112 470P（1V） 25P（8V） >15 480 AM TO-92 单电容 BB119 22.5P（4V） 17P（10V） >1.3 480 AFC DO-35 单电容 1SV147 30.5P（3V） 12.7P(8V) 2.35 >200 FM TO-92 双电容 1SV149 492P(1V) 25P(8V) 19.5 200 AM TO92M 单电容 MV1401 500P(1V) 14P(10V) 14 400 AM DO-7 MV140＊系列，应用在10M以下AM广播。 PAGE 1 _1275071331.unknown _1275108424.unknown _1275114668.unknown _1275115768.unknown _1275200175.unknown _1275114804.unknown _1275115639.unknown _1275113396.unknown _1275114507.unknown _1275071408.unknown _1275071434.unknown _1275071372.unknown _1274876459.unknown _1275068805.unknown _1275069814.unknown _1275070149.unknown _1275071291.unknown _1275069851.unknown _1275068948.unknown _1275069046.unknown _1274878225.unknown _1275068658.unknown _1274876577.unknown _1274876784.unknown _1274876503.unknown _1274876272.unknown _1274876380.unknown _1274876249.unknown