வராக்டர் (வெரிகாப்) டையோட்கள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன

வெரிகாப், வி.வி.சி (மின்னழுத்த-மாறி கொள்ளளவு, அல்லது டியூனிங் டையோடு) என்றும் அழைக்கப்படும் ஒரு வராக்டர் டையோடு, ஒரு வகை குறைக்கடத்தி டையோடு ஆகும், இது சாதனம் பக்கச்சார்பாக மாற்றப்படும்போது அதன் பி-என் சந்திப்பில் மாறி மின்னழுத்த-சார்பு கொள்ளளவைக் கொண்டுள்ளது.

தலைகீழ் சார்பு என்பது டையோடு எதிர் மின்னழுத்தத்திற்கு உட்படுத்தப்படும்போது, ​​கத்தோடில் நேர்மறை மின்னழுத்தம் மற்றும் அனோடில் எதிர்மறை என்று பொருள்.

ஒரு வராக்டர் டையோடு செயல்படும் விதம், தலைகீழ் பக்கச்சார்பான பயன்முறையில் இருக்கும்போது டையோட்டின் பி-என் சந்திக்கு மேல் இருக்கும் கொள்ளளவைப் பொறுத்தது.

இந்த நிலையில், சந்திப்பின் p-n பக்கங்களில் வெளிப்படுத்தப்படாத கட்டணங்களின் ஒரு பகுதி நிறுவப்படுவதைக் காண்கிறோம், இதன் விளைவாக சந்தி முழுவதும் ஒரு குறைவு பகுதி ஏற்படுகிறது.

இந்த குறைப்பு பகுதி நிறுவுகிறது குறைப்பு அகலம் சாதனத்தில், Wd என குறிக்கப்படுகிறது.

மேலே விளக்கப்பட்ட தனிமைப்படுத்தப்பட்ட வெளிப்படுத்தப்படாத கட்டணங்கள் காரணமாக கொள்ளளவின் மாற்றம், p-n சந்தி முழுவதும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி தீர்மானிக்க முடியும்:

CT = e. A / Wd

எங்கே e குறைக்கடத்தி பொருட்களின் அனுமதி, TO என்பது p-n சந்தி பகுதி, மற்றும் டபிள்யூ d குறைப்பு அகலம்.

எப்படி இது செயல்படுகிறது

ஒரு வெரிகாப் அல்லது வராக்டர் டையோடு அடிப்படை வேலை பின்வரும் விளக்கத்துடன் புரிந்து கொள்ளலாம்:

உயரும் தலைகீழ் சார்பு ஆற்றலுடன் ஒரு வராக்டர் அல்லது வெரிகாப் டையோடு பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​சாதனத்தின் குறைவு அகலத்தில் அதிகரிப்பு ஏற்படுகிறது, இதன் விளைவாக அதன் மாற்றம் கொள்ளளவு குறைகிறது.

பின்வரும் படம் ஒரு வராக்டர் டையோட்டின் பொதுவான பண்புகள் பதிலைக் காட்டுகிறது.

அதிகரிப்பு தலைகீழ் சார்பு ஆற்றலுக்கு பதிலளிக்கும் விதமாக CT இன் செங்குத்தான ஆரம்ப வீழ்ச்சியை நாம் காணலாம். பொதுவாக, மாறி மின்னழுத்த கொள்ளளவு டையோடிற்கான பயன்பாட்டு தலைகீழ் சார்பு மின்னழுத்த VR க்கான வரம்பு 20 V க்கு கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

பயன்படுத்தப்பட்ட தலைகீழ் சார்பு மின்னழுத்தத்தைப் பொறுத்தவரை, சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி மாற்றம் கொள்ளளவை தோராயமாக மதிப்பிடலாம்:

CT = K / (VT + VR) ⁿ

இந்த சூத்திரத்தில், பயன்படுத்தப்பட்ட குறைக்கடத்தி பொருளின் வகை மற்றும் அதன் கட்டுமான அமைப்பால் தீர்மானிக்கப்படும் K என்பது ஒரு மாறிலி.

வி.டி என்பது முழங்கால் திறன் , கீழே விவரிக்கப்பட்டுள்ளபடி:

வி.ஆர் என்பது சாதனத்தில் பயன்படுத்தப்படும் தலைகீழ் சார்பு ஆற்றலின் அளவு.

n அலாய் சந்திப்பைப் பயன்படுத்தி வெரிகாப் டையோட்களுக்கு 1/2 மதிப்பும், பரவக்கூடிய சந்திப்புகளைப் பயன்படுத்தி டையோட்களுக்கு 1/3 மதிப்பும் இருக்கலாம்.

ஒரு சார்பு மின்னழுத்தம் இல்லாதிருந்தால் அல்லது பூஜ்ஜிய மின்னழுத்த சார்புடைய நிலையில், வி.ஆரின் செயல்பாடாக கொள்ளளவு சி (0) பின்வரும் சூத்திரத்தின் மூலம் வெளிப்படுத்தப்படலாம்.

CT (VR) = C (0) / (1 + | VR / VT |) ⁿ

வெரிகாப் சமமான சுற்று

ஒரு வெரிகாப் டையோட்டின் நிலையான சின்னங்கள் (பி) மற்றும் அதற்கு சமமான தோராயமான சுற்று (அ) பின்வரும் படத்தில் குறிப்பிடப்படுகின்றன:

வலது பக்க உருவம் ஒரு வெரிகாப் டையோடு தோராயமான உருவகப்படுத்துதல் சுற்று வழங்குகிறது.

ஒரு டையோடு மற்றும் தலைகீழ் சார்புடைய பிராந்தியத்தில், சமமான சுற்று ஆர்.ஆரில் உள்ள எதிர்ப்பு கணிசமாக பெரியதாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது (சுமார் 1 எம் ஓம்ஸ்), அதே சமயம் வடிவியல் எதிர்ப்பு மதிப்பு ரூ. பயன்படுத்தப்பட்ட வெரிகாப் வகையைப் பொறுத்து CT இன் மதிப்பு 2 முதல் 100 pF வரை வேறுபடலாம்.

ஆர்.ஆர் மதிப்பு போதுமானதாக இருப்பதை உறுதி செய்வதற்காக, கசிவு மின்னோட்டம் குறைந்தபட்சமாக இருக்க முடியும், ஒரு சிலிக்கான் பொருள் பொதுவாக ஒரு வெரிகாப் டையோடு தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது.

ஒரு வெரிகாப் டையோடு குறிப்பாக அதிக அதிர்வெண் பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும் என்பதால், நானோஹென்ரிகளில், சிறியதாகத் தோன்றினாலும் தூண்டல் LS ஐ புறக்கணிக்க முடியாது.

இந்த சிறிய தோற்ற தூண்டலின் விளைவு மிகவும் குறிப்பிடத்தக்கதாக இருக்கும், மேலும் பின்வருவனவற்றின் மூலம் அதை நிரூபிக்க முடியும் எதிர்வினை கணக்கீடு .

XL = 2πfL, 10 GHz ஆக இருக்கும் அதிர்வெண், மற்றும் LS = 1 nH, ஒரு XLS = 2πfL = (6.28) (10¹⁰ஹெர்ட்ஸ்) (10^-9எஃப்) = 62.8 ஓம்ஸ். இது மிகப் பெரியதாகத் தோன்றுகிறது, அதனால்தான் வெரிகாப் டையோட்கள் கண்டிப்பான அதிர்வெண் வரம்புடன் குறிப்பிடப்படுகின்றன என்பதில் சந்தேகமில்லை.

அதிர்வெண் வரம்பு பொருத்தமானது என்று நாம் கருதினால், மற்ற தொடர் கூறுகளுடன் ஒப்பிடும்போது ஆர்எஸ், எக்ஸ்எல்எஸ் மதிப்புகள் குறைவாக இருக்க வேண்டும் எனில், மேலே சுட்டிக்காட்டப்பட்ட சமமான சுற்று வெறுமனே மாறி மின்தேக்கியுடன் மாற்றப்படலாம்.

ஒரு வெரிகாப் அல்லது வரக்டர் டையோட்டின் தரவுத்தாள் புரிந்துகொள்ளுதல்

ஒரு பொதுவான வெரிகாப் டையோட்டின் முழுமையான தரவுத்தாள் பின்வரும் புள்ளிவிவரத்திலிருந்து படிக்கலாம்:

மேலேயுள்ள படத்தில் சி 3 / சி 25 இன் விகிதம், 3 முதல் 25 வி வரையிலான தலைகீழ் சார்பு ஆற்றலுடன் டையோடு பயன்படுத்தப்படும்போது கொள்ளளவு மட்டத்தின் விகிதத்தை நிரூபிக்கிறது. இந்த விகிதம் மாற்றத்தின் நிலை குறித்து விரைவான குறிப்பைப் பெற நமக்கு உதவுகிறது பயன்படுத்தப்பட்ட தலைகீழ் சார்பு திறனைப் பொறுத்து கொள்ளளவு.

தி மெரிட்டின் எண்ணிக்கை ஒரு பயன்பாட்டிற்கான சாதனத்தை செயல்படுத்துவதற்கான பரிசீலிப்பு வரம்பை Q வழங்குகிறது, மேலும் இது ஒரு சுழற்சிக்கான கொள்ளளவு சாதனத்தால் சேமிக்கப்படும் ஆற்றலின் விகிதத்தின் வீதமாகும், இது ஒரு சுழற்சிக்கு இழந்த அல்லது சிதறடிக்கப்பட்ட ஆற்றலுடன் இருக்கும்.

ஆற்றல் இழப்பு பெரும்பாலும் எதிர்மறை பண்புக்கூறாகக் கருதப்படுவதால், விகிதத்தின் ஒப்பீட்டு மதிப்பு அதிகமானது, சிறந்தது.

தரவுத்தாள் மற்றொரு அம்சம் ஒரு வெரிகாப் டையோட்டின் அதிர்வு அதிர்வெண் ஆகும். இது சூத்திரத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது:

fo = 1 / 2π√LC

இந்த காரணி வெரிகாப் டையோட்டின் பயன்பாட்டு வரம்பை தீர்மானிக்கிறது.

கொள்ளளவு வெப்பநிலை குணகம்

மேலே உள்ள வரைபடத்தைக் குறிப்பிடுகையில், தி கொள்ளளவு வெப்பநிலை குணகம் ஒரு வெரிகாப் டையோடு பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி மதிப்பீடு செய்யப்படலாம்:

ஒரு குறிப்பிட்ட தலைகீழ் சார்பு ஆற்றலுக்காக (T1 - T0) பிரதிநிதித்துவப்படுத்தும் வெப்பநிலையில் ஏற்படும் மாற்றம் காரணமாக சாதனத்தின் கொள்ளளவின் மாறுபாடுகளை ΔC குறிக்கிறது.

எடுத்துக்காட்டாக, மேலே உள்ள தரவுத்தாள், இது VR = 3 V மற்றும் T0 = 25 டிகிரி செல்சியஸுடன் C0 = 29 pF ஐக் காட்டுகிறது.

மேலே உள்ள தரவைப் பயன்படுத்தி, வெரிகாப் டையோடின் கொள்ளளவின் மாற்றத்தை மதிப்பீடு செய்யலாம், புதிய வெப்பநிலை T1 மதிப்பு மற்றும் TCC ஐ வரைபடத்திலிருந்து (0.013) மாற்றுவதன் மூலம். புதிய வி.ஆர் இருப்பதால், டி.சி.சி மதிப்பு அதற்கேற்ப மாறுபடும் என்று எதிர்பார்க்கலாம். தரவுத்தாள் குறித்து மீண்டும் குறிப்பிடுகையில், அடையப்பட்ட அதிகபட்ச அதிர்வெண் 600 மெகா ஹெர்ட்ஸ் ஆகும்.

இந்த அதிர்வெண் மதிப்பைப் பயன்படுத்தி, வெரிகாப்பின் எதிர்வினை எக்ஸ்எல் இவ்வாறு கணக்கிடலாம்:

XL = 2πfL = (6.28) (600 x 10¹⁰ஹெர்ட்ஸ்) (2.5 x 10^-9எஃப்) = 9.42 ஓம்ஸ்

இதன் விளைவாக ஒப்பீட்டளவில் சிறியது மற்றும் அதைப் புறக்கணிப்பது ஏற்றுக்கொள்ளத்தக்கது.

வெரிகாப் டையோடு பயன்பாடு

குறைந்த கொள்ளளவு விவரக்குறிப்புகளால் நிர்ணயிக்கப்பட்ட ஒரு வராக்டர் அல்லது வெரிகாப் டையோடின் உயர் அதிர்வெண் பயன்பாட்டுப் பகுதிகள் சில சரிசெய்யக்கூடிய பேண்ட்பாஸ் வடிப்பான்கள், தானியங்கி-அதிர்வெண்-கட்டுப்பாட்டு சாதனங்கள், அளவுரு பெருக்கிகள் மற்றும் எஃப்எம் மாடுலேட்டர்கள்.

கீழேயுள்ள எடுத்துக்காட்டு ட்யூனிங் சர்க்யூட்டில் செயல்படுத்தப்பட்ட வெரிகாப் டையோடு காட்டுகிறது.

சுற்று எல்-சி தொட்டி சுற்றுகளின் கலவையைக் கொண்டுள்ளது, அதன் அதிர்வு அதிர்வெண் தீர்மானிக்கப்படுகிறது:

fp = 1 / 2π√LC'T (உயர்-கியூ அமைப்பு) சி'டி நிலை = சி.டி + சி.சி கொண்ட, பயன்படுத்தப்பட்ட தலைகீழ்-சார்பு சாத்தியமான வி.டி.டி.

இணைப்பு மின்தேக்கி சிசி எல் 2 பயன்படுத்தப்பட்ட சார்பு மின்னழுத்தத்தின் குறுகிய போக்குக்கு எதிராக தேவையான பாதுகாப்பை உறுதி செய்கிறது.

டியூன் செய்யப்பட்ட சுற்றுகளின் நோக்கம் கொண்ட அதிர்வெண்கள் பின்னர் மேலும் பெருக்கத்திற்கான உயர்-உள்ளீட்டு மின்மறுப்பு பெருக்கிக்கு செல்ல அனுமதிக்கப்படுகின்றன.