45
Chơng 4
ứng dụng Varicap
trong đIện tử thông tin

4.1 Khái niệm
Varicap l một linh kiện bán dẫn có điện dung thay đổi theo điện áp đặt vo mối
nối p-n của nó. Varicap đợc ứng dụng nhiều trong các bộ thu phát sóng VHF v UHF,
dùng để thay đổi tần số trong các bộ cộng hởng để lựa chọn các kênh sóng, để nhân
v chia tần số, tự động kiểm soát tần số, điều chế AM, FM hoặc sử dụng trong các máy
đo tần số cao v các máy đo cờng độ trờng.
Varicap đợc ký hiệu nh sau:
Hình 4.1

Mạch tơng đơng Varicap:

C
C
L
S
R
S
R
P
R
S
C
J
Hình 4.3 mạch tơng đơng của đơn giảnVaricap
Công thức tiêu biểu để tính điện dung theo điện áp phân cực:


+
=
)(V
K
C
V
(4.1)
C
v
: điện dung tơng đơng với điện thế vo
V: điện áp đặt lên varicap gồm điện áp phân cực v điện áp tín hiệu xoay chiều

ACPC
VVV +=
: hệ số phụ thuộc vo vật liệu =1/3...1/2
K: hệ số phụ thuộc cấu trúc bán dẫn hiệu điện thế tiếp xúc = 0,5 ữ 0,65
Đặc tuyến varicap tiêu biểu của Varicap

rất lớn, varicap đợc xem nh
không tiêu tán năng lợng (Q). Do đó varicap thờng đợc phân cực nghịch để lm
việc. Đặc tuyến có dạng tùy thuộc vo sự phân bố tạp chất trong diode biến dung.

47
Ví dụ phân cực cho Varicap:
Tên : BA 163
Điện áp ngợc từ 1V đến 12V
Cờng độ dòng điện thuận cực đại:
0V
BA163
33
I
Lvmax
= 12/33k = 0,4 mA
K
ữ-12V
-1V
4.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật của varicap
1. Điện thế lm việc cực đại của varicap: MWV (Maximum Working Voltage) l
điện áp lm việc cao nhất DC v AC ở đỉnh, quá điện áp ny varicap sẽ hỏng. Điện áp
ny bằng điện áp phân cực, thay đổi tùy từng loại varicap từ -7V ữ -200V
2. Điện áp đánh thủng: BRV (Breakdown Voltage) l điện áp lm cho dòng phân
cực gia tăng nhanh gây h hỏng (đánh thủng).
3. Dòng điện ngợc cực đại: l dòng điện ứng với điện thế ngợc lm việc cực đại,
tùy thuộc vo loại v cách cấu tạo varicap m dòng điện ny thay đổi từ:
0,005A5A.

dẫn đến đầu ra. Tuy nó cũng tỷ lệ với tần số f nhng không đáng kể.
8. Tần số cắt f
Co
: l f tại đó Q = 1, thông thờng f
Co
= 50MHz đến 500MHz
9. Tần số cộng hởng riêng: l tần số bản thân varicap cộng hởng không có
thnh phần bên ngoi. Thờng do các điện cảm v điện dung trong varicap tạo nên.
Thông thờng từ 150MHz đến 2GHz. Đối với varicap hoạt động ở tần số thấp thì dòng
điện thuận I
f
l dòng của varicap cho phép khi nó rơi vo điều kiện phân cực thuận. Khi
điệp áp ngợc đặt vo diode cng lớn thì khoảng cách d của tiếp giáp cng tăng v C
v

giảm.
4.3 Hoạt động của varicap
4.3.1 Varicap trong các mạch lọc

V
R
1
C
V
R
2
+
V
PC
V

CR
1
1
v
CR
1
1
Hình 4.6. Mạch lọc thông thấp v lọc thông cao
49
4.3.2. Varicap dïng trong m¹ch läc nhiÔu

4.3.3. GhÐp c¸c varicap
R
1
C

ptd
Cv
3
Cv
r
Cv
td
H×nh 4.8
4.3.4.Varicap trong m¹ch céng h−ëng
a. Céng h−ëng nèi tiÕp

L

C
v
R

V
c
+

_

C
v
L

H×nh 4.9
1
L

C
v
Hình 4.10 4.3.5. Varicap trong các bộ nhân tần

f
1
f
n
V
PC
V
o