Dispositivos semiconductores - Diodo varactor
Este es un diodo de unión PN especial con una concentración inconsistente de impurezas en sus materiales PN. En un diodo de unión PN normal, las impurezas de dopaje generalmente se dispersan por igual en todo el material. Diodo varactor dopado con una cantidad muy pequeña de impurezas cerca de la unión y la concentración de impurezas aumenta alejándose de la unión.
En el diodo de unión convencional, la región de agotamiento es un área que separa el material P y N. La región de agotamiento se desarrolla al principio cuando se forma inicialmente la unión. No hay portadores de corriente en esta región y, por lo tanto, la región de agotamiento actúa como un medio dieléctrico o aislante.
El material de tipo P con agujeros como portadores mayoritarios y el material de tipo N con electrones como portadores mayoritarios ahora actúan como placas cargadas. Por lo tanto, el diodo puede considerarse como un condensador con placas cargadas opuestas de tipo N y P y la región de agotamiento actúa como dieléctrico. Como sabemos, los materiales P y N, al ser semiconductores, están separados por un aislante de región de agotamiento.
Los diodos que están diseñados para responder al efecto de capacitancia bajo polarización inversa se denominan varactors, varicap diodeso voltage-variable capacitors.
La siguiente figura muestra el símbolo del diodo Varactor.
Los diodos varactores se operan normalmente en condición de polarización inversa. Cuando aumenta la polarización inversa, el ancho de la región de agotamiento también aumenta, lo que da como resultado una menor capacitancia. Esto significa que cuando la polarización inversa disminuye, se puede ver un aumento correspondiente en la capacitancia. Por lo tanto, la capacitancia del diodo varía inversamente proporcional al voltaje de polarización. Por lo general, esto no es lineal. Funciona entre cero y la tensión de ruptura inversa.
La capacitancia del diodo Varactor se expresa como -
$$ C_T = E \ frac {A} {W_d} $$
CT = Capacitancia total de la unión
E = Permitividad del material semiconductor
A = Área de la sección transversal de la unión
Wd = Ancho de la capa de agotamiento
Estos diodos son variables que se utilizan en aplicaciones de microondas. Los diodos varactores también se utilizan en circuitos resonantes donde se requiere cierto nivel de ajuste de voltaje o control de frecuencia. Este diodo también se emplea en el control automático de frecuencia (AFC) en receptores de radio y televisión FM.