變?nèi)?a target="_blank">二極管正常工作在什么區(qū)

反向電壓偏置區(qū)。

變?nèi)荻O管工作時(shí)的外加條件與穩(wěn)壓二極管類似，它必須工作在反向電壓偏置區(qū)（穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)下）。當(dāng)變?nèi)荻O管兩端加上反向電壓時(shí)，其內(nèi)部的 PN 結(jié)變厚。反向電壓越高，PN 結(jié)越厚。由于 PN 結(jié)阻止電流通過(guò)，所以變?nèi)荻O管工作時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)。這里 PN 結(jié)相當(dāng)于普通電容器兩個(gè)極板之間的絕緣介質(zhì)。

而 P 型半導(dǎo)體和 N 型半導(dǎo)體分別相當(dāng)于普通電容器的兩個(gè)極板，也就 是說(shuō)處于截止?fàn)顟B(tài)下的變?nèi)荻O管，其內(nèi)部會(huì)形成等效于平行板電容 器的結(jié)構(gòu)，該“電容器”稱為結(jié)電容。普通二極管的 P 型半導(dǎo)體和 N 型半導(dǎo)體都比較小，所形成的結(jié)電容很小，可以忽略;而變?nèi)荻O管 在制造時(shí)特意増大了 P 型半導(dǎo)體和 N 型半導(dǎo)體的面積，從而增大了結(jié)電容，使反向偏壓條件下的容量及變?nèi)菪Ч即鬄樵鰪?qiáng)。

變?nèi)荻O管結(jié)電容的大小與反向電壓的大小有關(guān)，反向電壓越高，結(jié)容量越小;反向電壓越低，結(jié)容量越大。結(jié)電容和反向電壓的關(guān)系曲線，它直觀表示出變?nèi)荻O管兩端反向電壓與結(jié)容量的變化規(guī)律。結(jié)電容和反向電壓的關(guān)系是非線性的。為了克服非線性，在實(shí)際使用時(shí)可采用校正網(wǎng)絡(luò)、高偏壓及多回路等措施。

變?nèi)荻O管的工作原理

要了解變?nèi)荻O管的工作原理，首先需要了解可變電容的工作原理︰

電容器由兩個(gè)由非導(dǎo)電電介質(zhì)隔開(kāi)的導(dǎo)電表面組成（見(jiàn)下圖）。當(dāng)一個(gè)表面連接到正電壓而另一個(gè)表面連接到負(fù)電壓時(shí)，由于正負(fù)載流子之間的吸引力，正電荷在一個(gè)表面上積累，而負(fù)電荷在另一個(gè)表面上積累。

積累的電荷量稱為電容。如果我們減小兩個(gè)表面之間的間隙，正負(fù)電荷載流子之間的吸引力會(huì)增加，因此更多的電荷會(huì)積聚在表面上，即電容會(huì)增加。

當(dāng)表面彼此遠(yuǎn)離時(shí)發(fā)生相反的情況，即電容減小。可變電容器具有機(jī)械布置，允許我們改變表面之間的間隙，從而有效地改變電容。

現(xiàn)在讓我們回到pn結(jié)二極管的工作原理。二極管的p型層充滿正電荷載流子，n型層充滿負(fù)電荷載流子。在兩層之間的接觸表面附近，正電荷和負(fù)電荷相互擴(kuò)散和中和。這個(gè)區(qū)域被稱為耗盡區(qū)。

除非施加外部電壓，否則電荷載流子不可能通過(guò)耗盡層進(jìn)一步擴(kuò)散。因此，耗盡層有效地充當(dāng)絕緣體。

耗盡層的寬度取決于施加在p和n型層上的電壓。如果施加正向偏壓，即對(duì)p型層施加正電壓，對(duì)n型層施加負(fù)電壓，耗盡區(qū)的寬度減小，并且在一定電壓以上它完全消失。

如果施加反向偏壓，即對(duì)n型層施加正電壓，對(duì)p型層施加負(fù)電壓，則耗盡層的寬度會(huì)增加。下圖說(shuō)明了這兩種情況︰

簡(jiǎn)而言之，只需調(diào)整p&n型半導(dǎo)體層兩端的電壓，即可將耗盡區(qū)的寬度更改為所需的值。所以，到現(xiàn)在為止，您一定已經(jīng)觀察到電容器和反向偏置二極管之間的相似之處。二極管中的耗盡層類似于電容器中的電介質(zhì)，它充當(dāng)絕緣體并防止電荷載流子從一側(cè)流向另一側(cè)。

因此，當(dāng)在二極管兩端施加反向偏壓時(shí)，相應(yīng)的電荷載流子會(huì)在耗盡層的任一側(cè)積累。這使得二極管獲得一些電容，稱為結(jié)電容。

變?nèi)荻O管專門(mén)設(shè)計(jì)用于在施加反向偏壓時(shí)增強(qiáng)這種存儲(chǔ)電荷載流子的能力，從而使其充當(dāng)電容器。

結(jié)電容與耗盡層的寬度成反比，即耗盡層的寬度越小，電容越大，反之亦然。因此，如果我們需要增加變?nèi)荻O管的電容，則應(yīng)降低反向偏置電壓。它導(dǎo)致耗盡層的寬度減小，從而導(dǎo)致更高的電容。類似地增加反向偏置電壓應(yīng)該減小電容。

與普通可變電容器相比，這種僅通過(guò)改變施加的電壓即可獲得不同電容值的能力是變?nèi)荻O管的最大優(yōu)勢(shì)。

變?nèi)荻O管的應(yīng)用領(lǐng)域

變?nèi)荻O管廣泛應(yīng)用于無(wú)線電、通信、控制系統(tǒng)等領(lǐng)域，包括：

頻率合成器：用于生成精確的頻率信號(hào)。

受控振蕩器：用于產(chǎn)生穩(wěn)定的高頻振蕩信號(hào)。

功率變壓器：用于調(diào)節(jié)高頻電流。