變容二極管正常工作在什么區

反向電壓偏置區。

變容二極管工作時的外加條件與穩壓二極管類似，它必須工作在反向電壓偏置區（穩壓二極管工作在反向擊穿狀態下）。當變容二極管兩端加上反向電壓時，其內部的 PN 結變厚。反向電壓越高，PN 結越厚。由于 PN 結阻止電流通過，所以變容二極管工作時處于截止狀態。這里 PN 結相當于普通電容器兩個極板之間的絕緣介質。

而 P 型半導體和 N 型半導體分別相當于普通電容器的兩個極板，也就 是說處于截止狀態下的變容二極管，其內部會形成等效于平行板電容 器的結構，該“電容器”稱為結電容。普通二極管的 P 型半導體和 N 型半導體都比較小，所形成的結電容很小，可以忽略;而變容二極管 在制造時特意増大了 P 型半導體和 N 型半導體的面積，從而增大了結電容，使反向偏壓條件下的容量及變容效果都大為增強。

變容二極管結電容的大小與反向電壓的大小有關，反向電壓越高，結容量越小;反向電壓越低，結容量越大。結電容和反向電壓的關系曲線，它直觀表示出變容二極管兩端反向電壓與結容量的變化規律。結電容和反向電壓的關系是非線性的。為了克服非線性，在實際使用時可采用校正網絡、高偏壓及多回路等措施。

變容二極管的工作原理

要了解變容二極管的工作原理，首先需要了解可變電容的工作原理︰

電容器由兩個由非導電電介質隔開的導電表面組成（見下圖）。當一個表面連接到正電壓而另一個表面連接到負電壓時，由于正負載流子之間的吸引力，正電荷在一個表面上積累，而負電荷在另一個表面上積累。

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

當表面彼此遠離時發生相反的情況，即電容減小。可變電容器具有機械布置，允許我們改變表面之間的間隙，從而有效地改變電容。

現在讓我們回到pn結二極管的工作原理。二極管的p型層充滿正電荷載流子，n型層充滿負電荷載流子。在兩層之間的接觸表面附近，正電荷和負電荷相互擴散和中和。這個區域被稱為耗盡區。

除非施加外部電壓，否則電荷載流子不可能通過耗盡層進一步擴散。因此，耗盡層有效地充當絕緣體。

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p型層施加正電壓，對n型層施加負電壓，耗盡區的寬度減小，并且在一定電壓以上它完全消失。

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

簡而言之，只需調整p&n型半導體層兩端的電壓，即可將耗盡區的寬度更改為所需的值。所以，到現在為止，您一定已經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，它充當絕緣體并防止電荷載流子從一側流向另一側。

因此，當在二極管兩端施加反向偏壓時，相應的電荷載流子會在耗盡層的任一側積累。這使得二極管獲得一些電容，稱為結電容。

變容二極管專門設計用于在施加反向偏壓時增強這種存儲電荷載流子的能力，從而使其充當電容器。

結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容二極管的電容，則應降低反向偏置電壓。它導致耗盡層的寬度減小，從而導致更高的電容。類似地增加反向偏置電壓應該減小電容。

與普通可變電容器相比，這種僅通過改變施加的電壓即可獲得不同電容值的能力是變容二極管的最大優勢。

變容二極管的應用領域

變容二極管廣泛應用于無線電、通信、控制系統等領域，包括：

頻率合成器：用于生成精確的頻率信號。

受控振蕩器：用于產生穩定的高頻振蕩信號。

功率變壓器：用于調節高頻電流。