Variabel kapacitet (varicaps, varactors)

En varaktordiode – også kendt som en varicap eller tuningdiode – er en type halvlederdiode, der er designet til at fungere i omvendt forspænding, hvor den opfører sig som en variabel kondensator i stedet for en typisk ensretter. Dens kernefunktion er at udnytte den spændingsafhængige kapacitans i en omvendt forspændt PN-overgang, hvor bredden af depletionsområdet ændrer sig med den påførte spænding, hvilket ændrer kapacitansen. Denne egenskab gør varaktorer uundværlige i elektroniske tuningsapplikationer, såsom frekvensmodulation (FM), faselåste sløjfer (PLL'er), spændingsstyrede oscillatorer (VCO'er) og RF-filtre. Varaktorer leder ikke i omvendt forspænding og bruges udelukkende på grund af deres kapacitive opførsel. Derudover tilbyder MOS-varaktorer – baseret på metaloxid-halvledere – forbedret linearitet og integration i CMOS-teknologier, hvilket gør dem velegnede til moderne RF IC-designs.

Når man vælger en varaktor, skal man tage højde for flere nøgleparametre for at sikre optimal ydeevne i den pågældende applikation. Kapacitansområdet og afstemningsforholdet (forholdet mellem maksimal og minimal kapacitans) er afgørende, da de bestemmer, hvor stor frekvensvariation der kan opnås. Kvalitetsfaktoren (Q) påvirker signalets renhed og er især vigtig i højfrekvente RF-kredsløb. Ingeniører skal også overveje seriemodstand, omvendt nedbrydningsspænding og emballagetype, især i pladsbegrænsede eller temperaturfølsomme miljøer. Selv om varaktorer er kompakte og energieffektive, kan deres ikke-lineære kapacitans-spændingskurve medføre forvrængning, og de har typisk et begrænset afstemningsområde sammenlignet med mekaniske alternativer. Ikke desto mindre giver varaktorer en solid state-løsning, der er hurtig, pålidelig og lettere at integrere i moderne analoge og RF-systemer, til de fleste applikationer med automatisk tuning, frekvensmodulation og båndbreddestyring.