دیود ورکتور (Varactor Diode)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع دیودها (Diode) را در آموزش زیر شرح دادیم :
دیود ورکتور (Varactor Diode) :
دیود ورکتور (Varactor Diode) در واقع همان دیود واراکتور (Varactor Diode) است که در مورد قبلی توضیح داده شد. این دو نام معمولا به یک معنا و برای اشاره به یک قطعه واحد استفاده می شوند. هر دو نام از ترکیب کلمات Variable (متغیر) و Capacitor (خازن) یا Reactor (راکتور) گرفته شده اند. بنابراین، توضیحات ارائه شده برای مورد شماره ۲۷ (دیود واراکتور) به طور کامل برای دیود ورکتور نیز صادق است.
دیود ورکتور یک دیود نیمه هادی است که در ناحیه بایاس معکوس (Reverse Bias) کار می کند و ظرفیت خازنی پیوند (Junction Capacitance) آن با تغییر ولتاژ معکوس تغییر می کند. این ویژگی آن را به یک خازن متغیر کنترل شونده با ولتاژ (Voltage-Controlled Variable Capacitor) تبدیل می کند که در بسیاری از کاربردهای الکترونیک RF و مخابرات استفاده می شود.
اصول فیزیکی حاکم بر دیود ورکتور همان اصول دیود واراکتور است. با افزایش ولتاژ معکوس، ناحیه تهی (Depletion Region) گسترش یافته و فاصله بین دو صفحه خازن (که همان نواحی رسانای P و N هستند) افزایش می یابد. در نتیجه ظرفیت خازنی کاهش می یابد. این رابطه غیرخطی است و با تغییر غلظت ناخالصی در پیوند می توان آن را برای کاربردهای خاص بهینه کرد.
پارامترهای مهم دیود ورکتور نیز مانند دیود واراکتور است: محدوده ظرفیت خازنی (Capacitance Range)، نسبت ظرفیت (Capacitance Ratio)، ضریب کیفیت (Q)، ولتاژ شکست معکوس (Reverse Breakdown Voltage)، و فرکانس قطع (Cutoff Frequency). انتخاب یک دیود ورکتور مناسب برای یک کاربرد خاص به این پارامترها بستگی دارد.
کاربردهای دیود ورکتور نیز مشابه دیود واراکتور است. مهم ترین کاربرد آن در نوسان سازهای کنترل شونده با ولتاژ (Voltage-Controlled Oscillators - VCOs) برای سنتز فرکانس در گیرنده ها و فرستنده های مخابراتی است. با تغییر ولتاژ کنترل، فرکانس نوسان ساز تغییر می کند و امکان قفل شدن روی کانال های مختلف فراهم می شود.
کاربرد دیگر در فیلترهای قابل تنظیم (Tunable Filters) است. با تغییر ظرفیت خازنی ورکتور، می توان فرکانس مرکزی فیلتر را تغییر داد. این ویژگی در گیرنده های چندبانده (Multi-band Receivers) و سیستم های تطبیقی (Adaptive Systems) مفید است.
در مدارات تطبیق امپدانس خودکار (Automatic Impedance Matching)، از دیود ورکتور برای تنظیم پویای امپدانس ورودی یا خروجی یک مدار استفاده می شود تا حداکثر توان انتقال یابد. این کاربرد در فرستنده های RF و سیستم های آنتن هوشمند (Smart Antennas) رایج است.
در مدولاتورهای فاز (Phase Modulators) و شیفترهای فاز (Phase Shifters)، از دیود ورکتور برای تغییر فاز سیگنال استفاده می شود. با تغییر ظرفیت خازنی در یک شبکه RC یا LC، می توان تأخیر فاز را تغییر داد. این کاربرد در آرایه های فازی (Phased Arrays) و سیستم های راداری مهم است.
دیودهای ورکتور همچنین در ضرب کننده های فرکانس (Frequency Multipliers) و تقسیم کننده های فرکانس (Frequency Dividers) استفاده می شوند. خاصیت غیرخطی C-V آنها می تواند برای تولید هارمونیک ها و اختلاط فرکانس ها به کار رود.
در نهایت، تفاوت در نام گذاری (واراکتور در مقابل ورکتور) بیشتر به ترجیح تولیدکنندگان یا کاربردهای خاص برمی گردد و هر دو به یک مفهوم اشاره دارند. این قطعه با نام های دیگری مانند دیود تیونینگ (Tuning Diode) یا دیود واریکپ (Varicap) نیز شناخته می شود. در هر صورت، این دیود یک جزء اساسی در الکترونیک RF و مخابرات مدرن است.
