يستخدم الثنائي السعوي على نطاق واسع في صناعة الإلكترونيات ويتم استخدامه أيضاً في تصميم الترددات اللاسلكية وفي السطور القادمة سوف نتعرف على ماهية الثنائي السعوي أو المتغير وطريقة عمله وأهم تطبيقاته.
|
| الثنائي السعوي Varactor Diode |
الثنائي السعوي Varactor Diode أو الفاراكتور دايود
هو اختصارا لـ variable capacitance diode ويطلق عليه أيضاً ثنائي الضبط و
ثنائي التوليف وثنائي التفاعل والصمام الثنائي ذو السعة المتغيرة، وهو عبارة عن
وصلة ثنائية موصلة في الاتجاه العكسي و تستخدم الثنائيات السعوية كمكثفات متغيرة
اعتماداً على الجهد الواقع عليها.
بناء الصمام الثنائي السعوي
|
| بناء الصمام الثنائي السعوي |
يتكون الصمام الثنائي varactor من أشباه الموصلات من النوع p و n، في أشباه
الموصلات من النوع n تكون الإلكترونات الحرة هي ناقلات الأغلبية والثقوب هي
ناقلات الأقلية لذلك تحمل الإلكترونات الحرة معظم التيار الكهربائي في أشباه
الموصلات من النوع n، أما في أشباه الموصلات من النوع p تكون الثقوب هي ناقلات
الأغلبية والإلكترونات الحرة هي ناقلات الأقلية لذلك تحمل الثقوب معظم التيار
الكهربائي في أشباه الموصلات من النوع P.
عندما يكون أشباه الموصلات من
النوع p على اتصال مع أشباه الموصلات من النوع n يتم تكوين تقاطع pn، يفصل هذا
التقاطع pn بين النوع p و n من النوع.
عند التقاطع pn يتم إنشاء منطقة نضوب
وهي منطقة تغيب فيها ناقلات الشحنة المتنقلة (الإلكترونات الحرة والثقوب)، وتتكون
منطقة النضوب من أيونات موجبة وسالبة (ذرات مشحونة) لا تنتقل هذه الأيونات
الموجبة والسالبة من مكان إلى آخر.
تحجب منطقة النضوب الإلكترونات الحرة من
الجانب n والثقوب من الجانب p وبالتالي فإن منطقة النضوب تحجب التيار الكهربائي
عبر تقاطع pn.
رمز الثنائي السعوي
|
| رمز الثنائي السعوي |
يشبه رمز الصمام الثنائي المتغير رمز الصمام الثنائي العادي يحتوي الصمام الثنائي على محطتين هما الأنود والكاثود يتكون أحد طرفي الرمز من الصمام الثنائي بينما يحتوي الطرف الآخر على خطين متوازيين يمثلان الصفائح الموصلة للمكثف وتظهر الفجوة بين الألواح العازلة.
عمل الثنائي السعوي
عند توصيل وصلة دايود سعوي عكسياً يتكون ما يسمى بمنطقة الاستنفاذ هذه
المنطقة تعمل بدلا من عازل المكثف، أما المنطقة P والمنطقة N فأنهما يعملان كلوحى
مكثف.
عندما يزداد جهد التغذية العكسي فان منطقة الاستنفاذ تتسع لتزيد بذلك
سمك العازل وتنقص السعة ، وعندما يتناقص جهد التغذية العكسي يضيق سمك منطقة
الاستنفاذ وبذلك تزداد السعة.
خصائص الثنائي السعوي
|
| خصائص الثنائي السعوي |
يظهر المنحنى للثنائي السعوي أنه عندما يزيد جهد التحيز العكسي تزداد منطقة
النضوب وتقل سعة الصمام الثنائي.
أو يمكننا القول أنه تتناسب سعة الوصلة في
الصمام الثنائي للوصلة عكسياً مع عرض طبقة النضوب، بمعنى آخر إذا كان عرض طبقة
النضوب أقل فإن السعة تكون أكبر والعكس صحيح لذلك إذا احتجنا إلى زيادة سعة
الصمام الثنائي السعوي فيجب تقليل جهد التحيز العكسي مما يؤدي إلى انخفاض عرض
طبقة النضوب وبالتالي زيادة السعة، وبالمثل فإن زيادة جهد التحيز العكسي يجب أن
يقلل السعة، هذه القدرة على الحصول على قيم مختلفة من السعات فقط عن طريق تغيير
الجهد المطبق هي أكبر ميزة للديود السعوي عند مقارنته بالمكثف المتغير العادي.
مزايا الثنائي السعوي
فيما يلي مزايا الصمام الثنائي السعوي:
- ينتج الصمام الثنائي المتغير noise أقل مقارنة بالدايودات الأخرى.
- يتميز بأنه أقل تكلفة وأكثر موثوقية.
- الصمام الثنائي varactor صغير الحجم وأقل وزناً.
تطبيقات الثنائي السعوي
- يتم استخدامها في ساحة تصميم الترددات اللاسلكية حيث أن الثنائي السعوي يسمح لك بتغيير السعة داخل الدائرة عن طريق تطبيق جهد التحكم.
- يستخدم الصمام الثنائي السعوي أو المتغير في مضاعفات التردد.
- يستخدم الصمام الثنائي السعوي أو المتغير في مكبرات الصوت البارامترية.
- يستخدم في مرشحات FR filters.
- يستخدم الصمام الثنائي السعوي أو المتغير في المذبذبات التي يتم التحكم فيها بالجهدVoltage-controlled oscillators (VCOs).
- يستخدم في دارات التوليف الالكترونية في أجهزة الاستقبال الإذاعي والتلفزيوني.
- يستخدم في أنظمة الاتصالات.
المصادر
Varactor Diode
Varactor Diode
Varactor diode