Variabel kapasitans (varicap-er, varactor-er)

En varaktordiode – også kjent som en kapasitetsdiode – er en type halvlederdiode som er konstruert for å virke i omvendt forspenning, der den oppfører seg som en variabel kondensator i stedet for en typisk likeretter. Kjernefunksjonen er å utnytte den spenningsavhengige kapasitansen til et PN-sperreskikt i omvendt forspenning, der bredden på sperreskiktet endres med den påførte spenningen, og dermed endrer kapasitansen. Denne funksjonen gjør varaktorer uunnværlige i elektroniske utrustninger for innstilling (tuning), for eksempel frekvensmodulasjon (FM), faselåste sløyfer (PLL-er), spenningsstyrte oscillatorer (VCO-er) og RF-filtre. Varaktorer leder ikke i omvendt forspenning, og de brukes utelukkende for sine kapasitive egenskaper. I tillegg gir MOS-varaktorer – basert på metalloksid-halvledere – forbedret linearitet og integrasjon i CMOS-teknologier, noe som gjør dem egnet for moderne RF IC-konstruksjoner.

Når en varaktor skal velges, må flere viktige parametere vurderes for å sikre optimal ytelse i målutrustningen. Kapasitansområdet og innstillingsforholdet (forholdet mellom maksimal og minimal kapasitans) er kritiske, ettersom de bestemmer hvor mye frekvensvariasjon som kan oppnås. Kvalitetsfaktoren (Q) påvirker signalrenheten og er spesielt viktig i høyfrekvente RF-kretser. Teknikere må også ta hensyn til seriemotstand, omvendt gjennombruddsspenning og kapslingstype, spesielt i plassbegrensede eller temperaturfølsomme omgivelser. Selv om varaktorer er kompakte og energieffektive, kan deres ikke-lineære kapasitans-spenningskurve introdusere forvrengninger, og de har vanligvis et begrenset innstillingsområde sammenlignet med mekaniske alternativer. Likevel, for de fleste utrustninger innen automatisk innstilling, frekvensmodulering og båndbreddestyring, gir varaktorer en solid-state-løsning som er rask, pålitelig og enklere å integrere i moderne analoge systemer og RF-systemer.