دیود خازنی یا واراکتور(varactor) که نام آن از ترکیب حروف دو واژه خازن(capacitor) و متغیر(variable) به وجود آمده است، یک دیود نیمه‌هادی است که ظرفیت خازنی آن تابعی از ولتاژ اعمال شده به پایانه های آن می‌باشد. در این مقاله به بررسی واراکتور، نحوه عملکرد آن و کاربردهای مختلف آن می‌پردازیم.
بیشتر بخوانید: دیود چیست؟
واراکتور چیست؟
واراکتورها قطعات الکترونیکی تشکیل شده از نیمه‌هادی هستند که ظرفیت خازنی آنها متغیر است و به صورت تابعی از ولتاژ اعمال شده به دو سر آن می‌باشد. مزیتی که واراکتورها نسبت به خازن‌های ثابت دارند این است که مقدار ظرفیتشان قابل کنترل است و امکان تنظیم دقیق ظرفیت آنها از خارج از این قطعه فراهم است. این ویژگی منحصر به فرد از ناحیه تخلیه در دیود واراکتور ناشی می‌شود که تغییرات در ولتاژ بایاس معکوس این دیود باعث تغییرات در عرض ناحیه تخلیه شده و بر ظرفیت کلی خازن تأثیر می‌گذارد. در تصویر زیر، انواع مختلف نماد واراکتور در الکترونیک و یک نمونه واراکتور را مشاهده می‌فرمایید:
نحوه عملکرد واراکتور
عملکرد یک واراکتور بر اصل مدولاسیون ظرفیت اتصال متکی است. در یک دیود نیمه هادی با بایاس معکوس، ناحیه تخلیه با افزایش ولتاژ بایاس معکوس پهن‌تر می‌شود و این امر منجر به کاهش ظرفیت خازن می‌گردد. همچنین، هنگامی که ولتاژ بایاس معکوس کاهش یابد، ناحیه تخلیه دیود باریک‌تر شده و در نتیجه ظرفیت خازنی افزایش می‌یابد. این ویژگی، واراکتورها را قادر می‌سازد تا به عنوان خازن‌های متغیر با ولتاژ عمل کنند و باعث سهولت ایجاد و تنظیم دینامیکی خازن در مدارهای الکترونیکی می‌شود.
کاربرد واراکتور
واراکتورها به دلیل تطبیق پذیری و کنترل پذیری، کاربردهای گسترده‌ای در حوزه‌های مختلف الکترونیک دارند که در ادامه به آنها اشاره شده است:
1) مدولاسیون و تنظیم فرکانس
یکی از کاربردهای اصلی واراکتورها،در مدولاسیون فرکانس و مدارهای تنظیم فرکانس است. در این سیستم‌ها از واراکتورها برای تنظیم فرکانس تشدید اسیلاتورها، فیلترها و سایر مدارهای RF استفاده می‌شود.
2) نوسانگرهای کنترل شده با ولتاژ (VCOs)
نوسانگرهای کنترل شده با ولتاژ یک کاربرد مهم دیگر از واراکتور می‌باشد که در این سیستم‌ها از واراکتور جهت مدولاسیون فرکانس دقیق بر اساس تغییرات ولتاژ ورودی استفاده می‌شود.
3) حلقه قفل فاز(PLL) و فیلترها
واراکتورها نقش مهمی در ساخت حلقه‌های قفل فاز(PLL) دارند. در این سیستم‌ها به منظور تولید سیگنال‌های با فرکانس پایدار و دقیق برای هماهنگ سازی زمان و فرکانس در سیستم‌های ارتباطی، مدارهای دیجیتال و سیستم‌های ابزار دقیق از واراکتورها می‌توان استفاده نمود. علاوه بر این واراکتورها در فیلترهای کنترل شده با ولتاژ نقش مهمی بر عهده دارند. از این قطعه می توان به منظور ساخت فیلترهای الکترونیکی با فرکانس قطع و پهنای باند متناسب با سطوح ولتاژ اعمال شده استفاده کرد.
جمع بندی
در این مقاله، ابتدا به معرفی دیود خازنی یا واراکتور و نحوه عملکرد آن پرداخته شد، سپس کاربردهای مهم و مختلف این قطعه الکترونیکی ارائه گردید. تمامی موارد فوق را به صورت عملی همراه با نکات تجربی دیگر در مورد دیود خازنی و سایر انواع دیودها به طور کامل در دوره جامع آموزش الکترونیک بررسی کرده‌ایم.
در پایان، ممنون که همراه ما بودید. هر سوال یا ابهامی در مورد مطالب ارائه شده در این مقاله دارید حتما در کامنت ها بنویسید، به تمام سوالات پاسخ داده میشه. اگه انتقاد یا پیشنهادی هم داشتید ممنون میشم با ما در میان بزارید.
منابع: Britannica Circuit Globe
