ভ্যারেক্টর (ভারিক্যাপ) ডায়োডস কীভাবে কাজ করে

একটি ভ্যারাক্টর ডায়োড, যাকে ভ্যারিক্যাপ, ভিভিসি (ভোল্টেজ-ভেরিয়েবল ক্যাপাসিট্যান্স, বা টিউনিং ডায়োড) বলা হয়, একধরনের অর্ধপরিবাহী ডায়োড যা ডিভাইসটিকে বিপরীতমুখী করার সময় তার পি-এন জংশনে একটি পরিবর্তনশীল ভোল্টেজ-নির্ভর ক্যাপাসিটেন্স বৈশিষ্ট্যযুক্ত।

বিপরীত পক্ষপাত মূলত এর অর্থ যখন ডায়োড একটি বিপরীত ভোল্টেজের সাথে সম্পর্কিত হয়, যার অর্থ ক্যাথোডে ধনাত্মক ভোল্টেজ এবং এনোডে নেতিবাচক থাকে।

ভ্যারাক্টর ডায়োড যেভাবে চালিত হয় তা বিপরীত পক্ষপাতযুক্ত মোডে থাকা অবস্থায় ডায়োডের পি-এন জংশনের উপর বিদ্যমান ক্যাপাসিট্যান্সের উপর নির্ভর করে।

এই অবস্থায় আমরা উন্মোচিত চার্জের একটি অঞ্চলটি জংশনের পি-এন পাশ জুড়ে প্রতিষ্ঠিত হচ্ছে যা একসাথে জংশন জুড়ে একটি হ্রাস অঞ্চলকে সজ্জিত করে।

এই হ্রাস অঞ্চলটি প্রতিষ্ঠিত করে হ্রাস প্রস্থ ডিভাইসে, Wd হিসাবে প্রতীকী।

উপরোক্ত বিচ্ছিন্ন বিচ্ছিন্ন চার্জের কারণে ক্যাপাসিটেন্সে স্থানান্তর, পি-এন জংশনটি সূত্র ব্যবহার করে নির্ধারণ করা যেতে পারে:

সিটি = ই। এ / ডাব্লু

কোথায় e সেমিকন্ডাক্টর সামগ্রীর অনুমতি প্রতি হয় p-n জংশন অঞ্চল, এবং ডাব্লু d হ্রাস প্রস্থ হয়।

কিভাবে এটা কাজ করে

ভ্যারিক্যাপ বা ভ্যার্যাক্টর ডায়োডের মূল কাজটি নিম্নলিখিত ব্যাখ্যা দিয়ে বোঝা যায়:

যখন কোনও ভ্যারেক্টর বা ভ্যারিক্যাপ ডায়োড একটি বাড়ন্ত বিপরীত পক্ষপাত সম্ভাবনার সাথে প্রয়োগ করা হয়, ফলস্বরূপ ডিভাইসের ক্ষয় প্রশস্ততা বৃদ্ধি পায়, যার ফলস্বরূপ এটির রূপান্তর ক্যাপাসিট্যান্স হ্রাস পায়।

নিম্নলিখিত চিত্রটি ভেরাক্টর ডায়োডের বৈশিষ্ট্যগুলির প্রতিক্রিয়া দেখায়।

বিপরীত পক্ষপাত সম্ভাবনা বৃদ্ধির প্রতিক্রিয়ায় আমরা সিটি-তে খাড়া প্রাথমিক ড্রপ দেখতে পারি। সাধারণত, একটি পরিবর্তনশীল ভোল্টেজ ক্যাপাসিট্যান্স ডায়োডের জন্য প্রয়োগিত বিপরীত পক্ষপাত ভোল্টেজ ভিআর এর সীমা 20 V এর মধ্যে সীমাবদ্ধ is

প্রয়োগিত বিপরীত পক্ষপাত ভোল্টেজ সম্পর্কিত, রূপান্তর ক্যাপাসিট্যান্স সূত্রটি ব্যবহার করে প্রায় অনুমান করা যায়:

সিটি = কে / (ভিটি + ভিআর) ^এন

এই সূত্রে, কে একটি ধ্রুবক হিসাবে ব্যবহৃত অর্ধপরিবাহী উপাদানের ধরণের এবং এর নির্মাণমূলক বিন্যাস দ্বারা নির্ধারিত হয়।

ভিটি হয় হাঁটু সম্ভাবনা , যেভাবে নিচে বর্ণীত:

ভিআর হ'ল ডিভাইসে প্রয়োগ হওয়া বিপরীত পক্ষপাতের সম্ভাব্য পরিমাণ।

এন অ্যালোয় জংশন ব্যবহার করে ভ্যারিক্যাপ ডায়োডের জন্য 1/2 এবং বিচ্ছুরিত জংশন ব্যবহার করে ডায়োডের জন্য 1/2 মান থাকতে পারে।

কোনও বাইসিং ভোল্টেজের অভাবে বা শূন্য ভোল্টেজ বাইজিংয়ের ক্ষেত্রে, ভিআর এর কার্যকারিতা হিসাবে ক্যাপাসিট্যান্স সি (0) নিম্নলিখিত সূত্রের মাধ্যমে প্রকাশ করা যেতে পারে।

সিটি (ভিআর) = সি (0) / (1 + | ভিআর / ভিটি |) ^এন

ভারিক্যাপ সমতুল্য সার্কিট

নিম্নোক্ত চিত্রটিতে একটি ভেরিক্যাপ ডায়োডের মানক চিহ্ন (খ) এবং সমমানের আনুমানিক সার্কিট (ক) উপস্থাপন করা হয়েছে:

ডান পাশের চিত্রটি একটি ভেরিক্যাপ ডায়োডের জন্য আনুমানিক সিমুলেশন সার্কিট সরবরাহ করে।

একটি ডায়োড এবং বিপরীত পক্ষপাতদুষ্ট অঞ্চলে সমতুল্য সার্কিট আরআর-এর প্রতিরোধকে উল্লেখযোগ্যভাবে বড় (প্রায় 1 এম ওহমস) দেখানো হয়, যখন জ্যামিতিক প্রতিরোধের মানটি খুব কম। CT এর মান 2 থেকে 100 পিএফ এর মধ্যে পরিবর্তিত হতে পারে ব্যবহৃত ভেরি্যাপের ধরণের উপর নির্ভর করে।

মানটি আরআর যথেষ্ট পরিমাণে বড় রয়েছে তা নিশ্চিত করার জন্য, যাতে ফুটো বর্তমান ন্যূনতম হতে পারে, একটি সিলিকন উপাদান সাধারণত একটি ভেরিক্যাপ ডায়োডের জন্য নির্বাচিত হয়।

যেহেতু একটি ভ্যারিক্যাপ ডায়োড বিশেষত অত্যন্ত উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হওয়ার কথা, তাই ন্যানোহেনেরিতে এলডি ছোট দেখায় এমনকি উপেক্ষা করা যায় না।

এই ক্ষুদ্র চেহারার ইন্ডাক্ট্যান্সের প্রভাবটি বেশ তাৎপর্যপূর্ণ হতে পারে এবং নিম্নলিখিতগুলির মাধ্যমে প্রমাণ করা যায় বিক্রিয়া গণনা ।

এক্সএল = 2π এফএল, আসুন কল্পনা করুন, 10 গিগাহার্টজ এবং ফ্রিকোয়েন্সি = 1 এনএইচ হওয়ার ফ্রিকোয়েন্সি XLS = 2πfL = (6.28) (10) এ উত্পন্ন করবে¹⁰হার্জেড) (10)^-9চ) = 62.8 ওহমস। এটি দেখতে অনেক বড় দেখাচ্ছে এবং কোনও সন্দেহ নেই যে কারণেই ভ্যারিক্যাপ ডায়োডগুলি কঠোর ফ্রিকোয়েন্সি সীমাতে নির্দিষ্ট করা হয়।

আমরা যদি মনে করি যে ফ্রিকোয়েন্সি ব্যাপ্তিটি যথাযথ হিসাবে উপযুক্ত হয়েছে এবং আরএস, এক্সএলএসের মান অন্যান্য সিরিজের উপাদানগুলির তুলনায় কম হবে, তবে উপরে উল্লিখিত সমতুল্য সার্কিটটি কেবল একটি ভেরিয়েবল ক্যাপাসিটরের সাথে প্রতিস্থাপন করা যেতে পারে।

কোনও ভারিক্যাপ বা ভ্যারেক্টর ডায়োডের ডেটাশিট বোঝা

একটি সাধারণ ভারিক্যাপ ডায়োডের সম্পূর্ণ ডেটাশিটটি নিম্নলিখিত চিত্র থেকে পড়া যায়:

উপরের চিত্রটিতে সি 3 / সি 25 এর অনুপাতটি ক্যাপাসিট্যান্স স্তরের অনুপাত প্রদর্শন করে যখন ডায়োডটি 3 থেকে 25 ভি এর মধ্যে বিপরীত পক্ষপাত সম্ভাবনার সাথে প্রয়োগ করা হয়। অনুপাত আমাদের পরিবর্তনের মাত্রা সম্পর্কিত একটি দ্রুত রেফারেন্স পেতে সহায়তা করে প্রয়োগ বিপরীত পক্ষপাত সম্ভাবনা সম্মানের সাথে ক্যাপাসিটেন্স।

দ্য মেধার চিত্র কিউ একটি অ্যাপ্লিকেশনটির জন্য ডিভাইসটি বাস্তবায়নের জন্য বিবেচনার পরিসর সরবরাহ করে এবং এটি চক্র প্রতি ক্যাপাসিটিভ ডিভাইস দ্বারা সঞ্চিত শক্তি হারের অনুপাতের হার যা প্রতি চক্র হারিয়ে যাওয়া বা বিলম্বিত শক্তি হিসাবে।

যেহেতু শক্তি হ্রাসকে বেশিরভাগই একটি নেতিবাচক বৈশিষ্ট্য হিসাবে বিবেচনা করা হয়, অনুপাতের তুলনামূলক মান বেশি, তত ভাল।

ডেটাশিটের অন্য দিকটি হ'ল ভ্যারিক্যাপ ডায়োডের অনুরণনকারী ফ্রিকোয়েন্সি। এবং এটি সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হয়:

ফো = 1 / 2π√LC

এই ফ্যাক্টরটি ভেরিক্যাপ ডায়োডের প্রয়োগের পরিসীমাটি স্থির করে।

ক্যাপাসিট্যান্স তাপমাত্রা সহগ

উপরের গ্রাফ উল্লেখ করে ক্যাপাসিট্যান্স তাপমাত্রা সহগ নিম্নলিখিত সূত্রটি ব্যবহার করে কোনও ভ্যারিক্যাপ ডায়োডের মূল্যায়ন করা যেতে পারে:

যেখানে TC নির্দিষ্ট বিপরীত পক্ষপাত সম্ভাবনার জন্য (টি 1 - টি 0) দ্বারা উপস্থাপিত তাপমাত্রার পরিবর্তনের কারণে ডিভাইসটির ক্যাপাসিটেন্সে পরিবর্তনের পরিচয় দেয়।

উদাহরণস্বরূপ উপরের ডাটাশিটে এটি ভিআর = 3 ভি এবং টি 0 = 25 ডিগ্রি সেলসিয়াস সহ C0 = 29 পিএফ দেখায়।

উপরের ডেটা ব্যবহার করে আমরা ভেরিক্যাপ ডায়োডের ক্যাপাসিটেন্সের পরিবর্তনের মূল্যায়ন করতে পারি, কেবলমাত্র নতুন তাপমাত্রা টি 1 মান এবং গ্রাফিক (0.013) থেকে টিসিসি স্থির করে। নতুন ভিআর থাকায়, টিসিসির মানটি সেই অনুযায়ী পরিবর্তিত হবে বলে আশা করা যায়। ডেটাশিটে ফিরে উল্লেখ করে আমরা দেখতে পেলাম যে সর্বাধিক ফ্রিকোয়েন্সি অর্জন করা হবে 600 মেগাহার্টজ।

এই ফ্রিকোয়েন্সি মানটি ব্যবহার করে, ভ্যারিক্যাপের বিক্রিয়া এক্সএল হিসাবে গণনা করা যেতে পারে:

এক্সএল = 2πfL = (6.28) (600 x 10¹⁰হার্জেড) (2.5 x 10)^-9চ) = 9.42 ওহমস

ফলাফলটি এমন একটি মাত্রা যা অপেক্ষাকৃত ছোট এবং এটি এড়িয়ে চলা গ্রহণযোগ্য।

ভারিক্যাপ ডায়োডের প্রয়োগ

লো ক্যাপাসিট্যান্স স্পেস দ্বারা নির্ধারিত ভেরাক্টর বা ভ্যারিক্যাপ ডায়োডের উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশন অঞ্চলগুলির মধ্যে কয়েকটি হ'ল অ্যাডজাস্টেবল ব্যান্ডপাস ফিল্টার, স্বয়ংক্রিয়-ফ্রিকোয়েন্সি-কন্ট্রোল ডিভাইস, প্যারামেট্রিক এমপ্লিফায়ার এবং এফএম মডুলারগুলি।

নীচের উদাহরণটিতে টিউনিং সার্কিটটিতে কার্যকর করা ভেরিক্যাপ ডায়োড দেখানো হয়েছে।

সার্কিটটিতে এল-সি ট্যাঙ্ক সার্কিটের সংমিশ্রণ থাকে, যার অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি দ্বারা নির্ধারিত হয়:

fp = 1 / 2π√LC'T (একটি উচ্চ-কিউ সিস্টেম) প্রয়োগ করা বিপরীত পক্ষপাত সম্ভাব্য ভিডিডি দ্বারা প্রতিষ্ঠিত, সি'টি স্তর = সিটি + সিসিযুক্ত।

কাপলিং ক্যাপাসিটার সিসি প্রয়োগিত বাইসিং ভোল্টেজ এল 2 এর সংক্ষিপ্ত প্রবণতার বিরুদ্ধে প্রয়োজনীয় সুরক্ষা নিশ্চিত করে।

টিউনড সার্কিটের উদ্দেশ্যযুক্ত ফ্রিকোয়েন্সিগুলি পরবর্তীকালে আরও প্রশস্তকরণের জন্য উচ্চ-ইনপুট ইমম্পিডেন্স পরিবর্ধকটিতে স্থানান্তরিত হওয়ার অনুমতি দেয়।