Capacitate variabilă (diode varicap, varactor)

O diodă varactor – cunoscută și sub numele de varicap sau diodă de reglare – este un tip de diodă semiconductoare proiectată să funcționeze în polarizare inversă, comportându-se mai degrabă ca un condensator variabil decât ca un redresor tipic. Funcția sa principală este de a exploata capacitatea dependentă de tensiune a unei joncțiuni PN cu polarizare inversă, unde lățimea regiunii de epuizare se modifică în funcție de tensiunea aplicată, modificând capacitatea. Această caracteristică face ca diodele varactor să fie indispensabile în aplicațiile de reglare electronică, cum ar fi modulația în frecvență (FM), buclele cu fază blocată (PLL), oscilatoarele controlate prin tensiune (VCO) și filtrele RF. Diodele varactor nu conduc în polarizare inversă și sunt utilizate exclusiv pentru comportamentul lor capacitiv. În plus, diodele varactor MOS – pe bază de metal-oxid-semiconductor – oferă o liniaritate și o integrare îmbunătățite în tehnologiile CMOS, ceea ce le face potrivite pentru proiectele CI RF moderne.

Pentru a asigura o performanță optimă în aplicația țintă, la selectarea unei diode varactor, trebuie luați în considerare mai mulți parametri cheie. Intervalul de capacitate și raportul de reglare (raportul dintre capacitatea maximă și cea minimă) sunt esențiale, deoarece determină nivelul maxim de variere a frecvenței care poate fi atins. Factorul de calitate (Q) afectează puritatea semnalului și este deosebit de important în circuitele RF de înaltă frecvență. În plus, inginerii trebuie să ia în considerare și rezistența în serie, tensiunea de străpungere inversă și tipul de capsulă, în special în medii cu spațiu limitat sau sensibile la temperatură. Deși diodele varactor sunt compacte și eficiente din punct de vedere energetic, curba lor de capacitate-tensiune neliniară poate cauza perturbări și, de obicei, au o gamă de reglare limitată comparativ cu alternativele mecanice. Cu toate acestea, pentru majoritatea aplicațiilor de reglare automată, modulare în frecvență și control al lățimii de bandă, diodele varactor oferă o soluție în stare solidă care este rapidă, fiabilă și mai ușor de integrat în sistemele analogice și RF moderne.