Qu’est-ce qu’une diode varactor ?
Une diode varactor est une diode dont la capacité peut être modifiée en appliquant une tension inverse.
Elles sont également appelées diodes à capacité variable ou varicaps. En général, lorsqu’une tension inverse est appliquée à la jonction PN d’une diode, la couche de déplétion, qui est la zone dépourvue de porteurs tels que les électrons et les trous, se comporte comme un condensateur.
Les diodes à varactor utilisent activement la propriété selon laquelle la capacité, qui se comporte comme un condensateur, varie en fonction de l’ampleur de la tension appliquée.
Utilisations des diodes varactors
Les diodes varactors sont utilisées dans les composants électroniques tels que les circuits d’accord électroniques et les oscillateurs commandés en tension (VCO). Les circuits d’accord électroniques et les oscillateurs commandés en tension (VCO) sont utilisés dans les appareils qui reçoivent des ondes radio, tels que les radios, les télévisions, les équipements de télécommunication et les appareils de communication mobiles comme les smartphones.
Pour que ces appareils reçoivent des signaux d’une fréquence spécifique, la capacité des condensateurs du récepteur et les valeurs d’impédance des bobines doivent être ajustées. Pour ce faire, on utilise des diodes varactors, dont la capacité peut être contrôlée par une tension.
Principe de la diode varactor
Le principe de la diode varactor est d’utiliser la couche de déplétion sans porteurs, qui est créée lorsqu’une tension inverse est appliquée à la jonction PN de la diode, comme une capacité et d’utiliser activement la caractéristique selon laquelle la valeur de la capacité dépend de la valeur de la tension inverse. Dans une diode ordinaire, le courant passe lorsqu’une tension de polarisation est appliquée dans le sens direct, tandis que le courant ne passe pas lorsqu’une tension de polarisation est appliquée dans le sens inverse.
Lorsqu’une tension est appliquée dans le sens inverse, les trous se déplacent de la partie semi-conductrice de type P vers l’électrode et les électrons se déplacent de la partie semi-conductrice de type N vers l’électrode depuis la partie de la jonction PN, formant une couche d’appauvrissement sans porteurs dans la jonction PN. La couche de déplétion n’a pas de charge et la charge est générée des deux côtés de la couche de déplétion, de sorte que la diode se comporte comme un condensateur.
Plus la valeur absolue de la tension appliquée dans le sens inverse est élevée, plus l’épaisseur de la couche de déplétion est importante, ce qui se traduit par une capacité équivalente plus faible. Une diode varactor est une diode dont la capacité peut être modifiée en appliquant une tension inverse et en faisant varier sa valeur. Cette caractéristique de changement de capacité est utilisée de manière efficace.
Autres informations sur les diodes varactors
1. Circuits résonnants LC utilisant des diodes varactors
Comme la valeur de la capacité d’une diode varactor peut être modifiée par la tension de polarisation appliquée, il est possible de former un circuit de résonance LC avec un inducteur et d’ajuster sa fréquence de résonance.
Un oscillateur commandé en tension (VCO), par exemple, incorpore un circuit de résonance dans un oscillateur de Colpitts, en utilisant un circuit de résonance LC qui peut être modifié par cette valeur de tension.
Un oscillateur commandé par tension (VCO) fait partie du PLL (Phased Lock Loop), un circuit de régulation de fréquence pour les communications mobiles. Il s’agit d’un circuit très important pour les utilisations de communication cellulaire entre les stations de base et les terminaux mobiles. En tant que circuit d’accord, le circuit résonant LC est également utilisé dans les utilisations de modulation FM telles que la radio.
2. Étymologie de varactor et varicap et tension de claquage
Le terme varactor dans diode varactor signifie “Variable Reactor”, c’est-à-dire réactance variable, et dans le cas d’une diode varactor, il s’agit spécifiquement d’une réactance variable capacitive. Varicap, quant à lui, est l’abréviation de “Variable Capacitor” (condensateur variable), ce qui signifie littéralement capacité variable.
Si varactor et varicap sont tous deux des abréviations de capacité variable, il convient de noter que la polarisation de la diode au verso, où la capacité peut être modifiée, a également une tension de claquage (tension de claquage). Vérifiez soigneusement les spécifications électriques de la diode varactor à utiliser et choisissez une tension comprise dans la plage utilisable au verso.
La tension de claquage (tension de claquage) est également appelée tension Zener, et les diodes qui utilisent activement cette région sont également appelées diodes Zener. Les diodes Zener sont souvent utilisées dans les circuits de protection pour empêcher les surtensions d’être appliquées aux circuits de l’appareil, ou dans les circuits de génération de tension constante.