变容二极管正常工作在什么区，变容二极管的工作原理

变容二极管正常工作在什么区

反向电压偏置区。

变容二极管工作时的外加条件与稳压二极管类似，它必须工作在反向电压偏置区（稳压二极管工作在反向击穿状态下）。当变容二极管两端加上反向电压时，其内部的 PN 结变厚。反向电压越高，PN 结越厚。由于 PN 结阻止电流通过，所以变容二极管工作时处于截止状态。这里 PN 结相当于普通电容器两个极板之间的绝缘介质。

而 P 型半导体和 N 型半导体分别相当于普通电容器的两个极板，也就 是说处于截止状态下的变容二极管，其内部会形成等效于平行板电容 器的结构，该“电容器”称为结电容。普通二极管的 P 型半导体和 N 型半导体都比较小，所形成的结电容很小，可以忽略;而变容二极管 在制造时特意増大了 P 型半导体和 N 型半导体的面积，从而增大了结电容，使反向偏压条件下的容量及变容效果都大为增强。

变容二极管结电容的大小与反向电压的大小有关，反向电压越高，结容量越小;反向电压越低，结容量越大。结电容和反向电压的关系曲线，它直观表示出变容二极管两端反向电压与结容量的变化规律。结电容和反向电压的关系是非线性的。为了克服非线性，在实际使用时可采用校正网络、高偏压及多回路等措施。

变容二极管的工作原理

要了解变容二极管的工作原理，首先需要了解可变电容的工作原理︰

电容器由两个由非导电电介质隔开的导电表面组成（见下图）。当一个表面连接到正电压而另一个表面连接到负电压时，由于正负载流子之间的吸引力，正电荷在一个表面上积累，而负电荷在另一个表面上积累。

积累的电荷量称为电容。如果我们减小两个表面之间的间隙，正负电荷载流子之间的吸引力会增加，因此更多的电荷会积聚在表面上，即电容会增加。

当表面彼此远离时发生相反的情况，即电容减小。可变电容器具有机械布置，允许我们改变表面之间的间隙，从而有效地改变电容。

现在让我们回到pn结二极管的工作原理。二极管的p型层充满正电荷载流子，n型层充满负电荷载流子。在两层之间的接触表面附近，正电荷和负电荷相互扩散和中和。这个区域被称为耗尽区。

除非施加外部电压，否则电荷载流子不可能通过耗尽层进一步扩散。因此，耗尽层有效地充当绝缘体。

耗尽层的宽度取决于施加在p和n型层上的电压。如果施加正向偏压，即对p型层施加正电压，对n型层施加负电压，耗尽区的宽度减小，并且在一定电压以上它完全消失。

如果施加反向偏压，即对n型层施加正电压，对p型层施加负电压，则耗尽层的宽度会增加。下图说明了这两种情况︰

简而言之，只需调整p&n型半导体层两端的电压，即可将耗尽区的宽度更改为所需的值。所以，到现在为止，您一定已经观察到电容器和反向偏置二极管之间的相似之处。二极管中的耗尽层类似于电容器中的电介质，它充当绝缘体并防止电荷载流子从一侧流向另一侧。

因此，当在二极管两端施加反向偏压时，相应的电荷载流子会在耗尽层的任一侧积累。这使得二极管获得一些电容，称为结电容。

变容二极管专门设计用于在施加反向偏压时增强这种存储电荷载流子的能力，从而使其充当电容器。

结电容与耗尽层的宽度成反比，即耗尽层的宽度越小，电容越大，反之亦然。因此，如果我们需要增加变容二极管的电容，则应降低反向偏置电压。它导致耗尽层的宽度减小，从而导致更高的电容。类似地增加反向偏置电压应该减小电容。

与普通可变电容器相比，这种仅通过改变施加的电压即可获得不同电容值的能力是变容二极管的最大优势。

变容二极管的应用领域

变容二极管广泛应用于无线电、通信、控制系统等领域，包括：

频率合成器：用于生成精确的频率信号。

受控振荡器：用于产生稳定的高频振荡信号。

功率变压器：用于调节高频电流。