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变容二极管在电路中的主要作用

发布时间：2022-07-05 09:59

作者：Ameya360

来源：网络

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二极管是电路中常用的电子器件，大家对于二极管也是多少有些了解。为增进大家对二极管的认识，本文Ameya360电子元器件采购网将对变容二极管的作用、工作原理以及变容二极管的测量方法予以介绍。

变容二极管在电路中的主要作用

一、变容二极管作用

变容二极管(Varactor Diodes)又称"可变电抗二极管"，是利用PN结反偏时结电容大小随外加电压而变化的特性制成的。反偏电压增大时结电容减小、反之结电容增大，变容二极管的电容量一般较小，其最大值为几十pF到几百pF，最大电容与最小电容之比约为5:1。它主要在高频电路中用作自动调谐、调频、调相等、例如在电视接收机的调谐回路中作可变电容。

1、变容二极管的作用是利用PN结之间电容可变的原理制成的半导体器件，在高频调谐、通信等电路中作可变电容器使用。

变容二极管属于反偏压二极管，改变其PN结上的反向偏压，即可改变PN结电容量。反向偏压越高，结电容则越少，反向偏压与结电容之间的关系是非线性的。

2、变容二极管的电容值与反向偏压值的关系图解：

(a) 反向偏压增加，造成电容减少;

(b) 反向偏压减少，造成电容增加。

电容误差范围是一个规定的变容二极管的电容量范围。数据表将显示最小值、标称值及最大值，这些经常绘在图上。

二、变容二极管工作原理

变容二极管(Varactor Diodes)为特殊二极管的一种。当外加顺向偏压时，有大量电流产生，PN(正负极)结的耗尽区变窄，电容变大，产生扩散电容效应;当外加反向偏压时，则会产生过渡电容效应。但因加顺向偏压时会有漏电流的产生，所以在应用上均供给反向偏压。

变容二极管也称为压控变容器，是根据所提供的电压变化而改变结电容的半导体。也就是说，作为可变电容器，可以被应用于FM调谐器及TV调谐器等谐振电路和FM调制电路中。

其实我们可以把它看成一个PN结，我们想，如果在PN结上加一个反向电压V(变容二极管是反向来用的)，则N型半导体内的电子被引向正极，P型半导体内的空穴被引向负极，然后形成既没有电子也没有空穴的耗尽层，该耗尽层的宽度我们设为d，随着反向电压V的变化而变化。如此一来，反向电压V增大，则耗尽层d变宽，二极管的电容量C就减少(根据C=kS/d)，而反向电压减小，则耗尽层宽d变窄，二极管的电容量变大。反向电压V的改变引起耗尽层的变化，从而改变了压控变容器的结容量C。达到了目的。

变容二极管是利用PN结之间电容可变的原理制成的半导体器件，在高频调谐、通信等电路中作可变电容器使用。

变容二极管有玻璃外壳封装(玻封)、塑料封装(塑封)、金属外壳封装(金封)和无引线表面封装等多种封装形式。通常，中小功率的变容二极管采用玻封、塑封或表面封装，而功率较大的变容二极管多采用金封。常用变容二极管参数。

三、变容二极管如何测量

1、用指针式万用表检测方法

将万用表的测量开关置于Rxok挡，黑表笔接被测变容二极管的正极，红表笔接负极，所得阻值应为几千欧至200k9此值为被测管的正向电阻，且随管子型号不同而异)。调换表笔测量管子的反向电阻，其阻值应为c∞，若指针略有偏转，说明管子反向漏电或已经损坏。如果测得的正、反向电阻值均为0或∞，则说明被测管已击穿或已开路损坏。

经验证明，不同型号的变容二极管，其正向电阻值的离散性是很大的。如2cC2型变容二极管的正向电阻有180k2本例值为ok2。外，对于某些正向电阻比较小的变容二极管，也可以使用Rxk挡进行检测。但在测试实践中发现，有些型号的变容二极管，用Rxk挡检测时，无论是正向测量，还是反向测量，所得电阻值均为无穷大(指针不摆动)。遇到这种情况，不要轻易判定被测管是坏管，应该使用Rx10k挡进行必要的复测，然后再做出相应的结论。

2、用数字式万用表检测

(1)利用数字式万用表的二极管挡可以检测变容_极管PN结的单向导电性，进而判断其好坏。将数字式万用表拨至二极管挡，先将红、黑表笔分别任意接被测管两个引脚进行次测量，然后交换表笔再重测次。在这两次测量中，若有一次的读数为0.58~0.65V左右，所显示值为0.566V此时表笔为正向接法，红表笔所接的引脚是正极，黑表笔所接的引脚为负极，所得电压数值则为被测变容二极管的正向压降值;在另一次测量中，仪表显示溢出符号1”，此时表笔为反向接法，红表笔所接的引脚是被测管的负极，而黑表笔所接的引脚则为正极。

(2)利用数字式万用表的电容挡可以测量变容一极管结电容。首先关掉电源，将数字式万用表拨至电容挡，把被测变容_极管的负极插入靠左边的孔，而正极插入靠右边的孔，以保证施加反向偏压。然后打开电源，观察万用表出现的数字应从某一值迅速减少，最后稳定在某值上，此值就是被测变容晶体二极管的结电容量。如果显示溢出符号“1″，则说明PN结内部短路，如果显示000″，则说明管子已开路。

需要指出的是，在测量结电容前，应将变容_极管短路放电，然后打开电源，否则观察不到上述充电过程。此外，变容二极管的标称结电容量还与环境湿度有关，最好在25°c室湿下检测。

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TVS二极管和齐纳二极管的区别

　　TVS(Transient Voltage Suppressors)二极管和齐纳二极管都具有在施加反向电压后，在某一电压下击穿、钳制电压的特性。本应用笔记将对 TVS 二极管和齐纳二极管的区别予以说明。I-V 特性上的使用范围区别Figure 1 是齐纳二极管的 I-V 特性，Figure 2 是 TVS 二极管的 I-V 特性。这两个二极管都利用了反方向特性这一点，但是齐纳二极管主要用于稳压用途，所以设计成在 1mA 到 40mA 这样的小电流区域电压稳定，不能流过大电流(Figure 1 的阴影部分)。在击穿区域内施加指定的小电流 IZ 时，二极管两端电压值被规定为齐纳电压 VZ。齐纳二极管通常在使用时处于击穿状态。　　对于 TVS 二极管，为了不妨碍保护电路的驱动电压，通常使用在切断电压 VRWM 以下电压范围内(Figure 2 右侧的阴影部分)。然后，施加浪涌等过电压时会击穿、流过数 A 到数十 A 的电流(左侧的阴影部分)。由于通常情况下不可以击穿，因此规定了绝对不会引起击穿的电压最大值即截至电压 VRWM 和击穿电压 VBR 两种。　　由于击穿电压 VBR 与齐纳电压 VZ 一样使用小电流进行测量，因此与实际应用条件下的雪崩电压不同。因此，将流过大电流时的最大击穿电压规定为钳位电压 VCL。Datasheet 上参数定义的区别TVS 二极管和齐纳二极管的 datasheet 上规定的差异如 Table 1 所示。在前面中也说明过，由于齐纳二极管主要用于稳压用途，所以只规定了小电流域的齐纳电压 VZ。与此相对，TVS 二极管有着小电流区域的击穿电压 VBR、截至电压 VRWM、高电流区域的钳位电压 VCL3 个参数的区分。只有 TVS 二极管会有表示在特定浪涌波形中能承受的最大浪涌功率的峰值脉冲功率 PPP 和表示最大浪涌电流的峰值脉冲电流 IPP 的定义。仅有 TVS 二极管有 ESD 对策用的 ESD 耐量的规定。对于端子间电容，在通信线路中使用时，需要选择数据波形不会被电容影响而钝化的端子间电容值，因此仅 TVS 二极管有该项规定。如上所述，齐纳二极管主要用于稳压，因此 datasheet 上的参数定义主要是齐纳电压等，项目较少。而 TVS 二极管的目的是保护其他设备不受浪涌的影响，所以电压的参数定义比较广泛，还规定了 ESD 耐量和端子间容量等重要项目。

2025-07-10 15:01 阅读量：637

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