一些變容二極管可分為突變型和超突變型 - 這些術語有時可以在變容二極管數據手冊中看到。

術語突變變容二極管和超突變變容二極管是指變容二極管結的特性。二極管中的結形式對性能和性能有重大影響。

盡管許多變容二極管只是作為變容二極管或變容二極管進行選擇和購買，但在某些情況下，會提到術語突變變容二極管和超突變變容二極管。

在選擇變容二極管時，兩個重要的主要值是絕對電容值和電容變化特性。

當基本二極管硅芯片作為整體硅片的一部分制造時，電容和電容變化特性都是二極管摻雜曲線的函數。

通過改變實際結的摻雜曲線，可以改變二極管的特性及其絕對電容和電容范圍。

可以確定二極管在任何給定電壓下的電容，盡管這需要根據二極管的類型謹慎使用：

其中

C 是給定施加的反向電壓的電容，V 是施加的電壓，

C0是零伏電壓，

γ是log C與log V曲線的斜率，Φ是二極管電位，硅為0.7V，

砷化鎵為1.3伏。

突變變容二極管

突變變容二極管是更常用的變容二極管形式。由于結的突然性受摻雜濃度和輪廓的控制，因此在制造過程中會受到控制。對于突發變容二極管，摻雜濃度保持恒定，即盡可能保持恒定的摻雜水平。

突發結變容二極管的摻雜曲線

突垛變容二極管表現出平方反比定律 C-V 函數，并很好地遵循上一節中的方程。

通常，對于突發變容二極管，伽馬值取為 0.5，但更準確地說，值為 0.47 更準確。

突變變容二極管的對數 C 與對數 （V+ Φ） 曲線

超突變變容二極管

除此之外，對于給定的電壓變化，超突變結會帶來更大的電容變化。

從圖中可以看出，超突變二極管的摻雜水平接近 N+ 和 P++ 區域，中心 n 區域具有幾乎恒定的摻雜水平，但朝向 P++ 區域，摻雜水平增加，因此從 N 到 P++ 的變化比突變二極管的變化要大得多。

超突變結變容二極管的摻雜曲線

超突變產生的電容變化的建模非常復雜。對數 C 與對數 （V + φ） 的斜率隨施加的電壓而變化。這意味著以伽馬為單位的電容變化是一個近似值。

如果施加電壓的范圍相對較窄，則電容方程可以與該范圍的平均伽馬值一起使用。

超突變變容二極管的對數 C 與對數 （V+ Φ） 曲線

如果需要更寬的電壓范圍，那么如果需要線性化，匹配曲線的各個部分是正常的。跟蹤濾波器等電路可能需要這樣做。在這里，需要知道給定電壓下濾波器的位置，這需要繪制電壓電容曲線。

盡管超變容二極管似乎比突變二極管具有顯著優勢，但它們的使用是有代價的，不僅因為它們更昂貴。當使用超突變二極管時，與突變版本相比，Q 值顯著降低 因此，超突變二極管通常只在較低的微波頻率下使用 - 最多可達幾GHz，盡管隨著技術的進步，高頻正在增加。

比較兩種類型的二極管：

在選擇使用哪種類型的二極管時，有必要查看兩種類型的器件的性能和功能。

突變變容二極管

突匛變容二極管通常由硅制成。

突變變容二極管的電容比 （CR） 約為 2：1。

突變變容二極管在 1 GHz 時的 Q 因數約為 100。

突變變容二極管相對便宜且易于制造。

超突變變容二極管

超突變變容二極管通常由砷化鎵 （GaAs） 或砷化銦鎵 （InGaAs） 制成。

超突變變容二極管的 CR 約為 5：1 或更高。

超突變變容二極管在 1 GHz 時的 Q 系數約為 1000

超突變變容二極管比突變變容二極管更昂貴且更難制造。

設計注意事項

在設計使用突變或超突變變容二極管的電路時，需要考慮許多因素，包括：

電容比（CR）：變容二極管的 CR 將決定電路的調諧范圍。

Q系數：變容二極管的 Q 因子將決定電路的效率。

成本：由于各種原因，超突變變容二極管比突變變容二極管更昂貴，包括可制造性以及工藝和材料成本。

可制造性：超突變變容二極管比突變變容二極管更難制造。這可能會影響這些二極管的可用性，特別是對于可能按訂單制造的更復雜和高性能的二極管。

選擇突變或超突變變容二極管會對電路的性能產生重大影響。通常，它是 Q 等屬性與二極管需要工作的帶寬之間的平衡。

在需要大電容范圍的情況下，使用突變二極管也可能存在問題，因為這可能需要非常高的電壓。這可能意味著需要高壓突變容二極管，以及為驅動器提供單獨電源的可能性。使用超突然有時可以克服這些問題。

通過研究要求和可能的解決方案，通常可以在 Q 值、帶寬和電壓范圍方面獲得所需的性能。

審核編輯：黃飛