.

.

زیاد پیش می‌آید که دوستداران پروژه های الکترونیک و مخابرات برای مدارها و طرح‌های خود به «دیود خازنی[1]» نیاز پیدا می‌کنند. اما پیدا کردن این افزاره‌ی الکترونیک در بازار بسیار دشوار است و به ندرت می‌توان نوع مورد نظر را با قیمت مناسب یافت. اما راه حل بسیار ساده‌ای برای این که خودمان با کمترین هزینه و به سرعت یک دیود خازنی خیلی خوب بسازیم وجود دارد که در آن تنها یک ترانزیستور کوچک تیپ منفی به خدمت گرفته می‌شود. روش استفاده از ترانزیستور به جای دیود خازنی در شماتیک زیر دیده می‌شود.

.

چگونگی استفاده از ظرفیت خازنی در محل پیوندهای کریستالی یک ترانزیستور کوچک برای کاربرد به جای دیود وری کپ

.

همان طور که می‌دانید، در منطقه‌ی مرزیِ هر «پیوند میان دو نیمه‌رسانای متفاوت[2]»، یکی از نوع N و دیگری از نوع P، همواره یک «فاصله‌ی خالی از بار الکتریکی[3]» وجود دارد که مانند یک ماده‌ی عایق (دی‌الکتریک) عمل می‌کند. روشن است که وجود این منطقه‌ی عایق میان دو بخش مثبت و منفیِ پیوند بلوری نیمه‌رسانا، خود به خود یک خازن می‌سازد که ظرفیت آن در دیودها و ترانزیستورهای مختلف متفاوت است.

در نیمه‌رساناهای سیلیکونی برای فائق آمدن بر این لایه باید در حدود 6/0 تا 7/0 ولت به عنوان «ولتاژ گرایش» یا «بایاس[4]» در «جهت پیشرو[5]»  به پیوند اِعمال کرد تا افزاره به حالت رسانش برود. این ولتاژ در نیمه‌رساناهای ژرمانیومی در حدود 2/0 ولت است.

فرض کنیم، ظرفیت خازنیِ یک پیوند معین، بدون اِعمال هیچ ولتاژی به آن، اندازه‌گیری شده و مقدار مثلاً X پیکوفاراد ظرفیت در آن خوانده می‌شود. حال، اگر این پیوند را تحت تاثیر ولتاژی در جهت برعکس (بایاس معکوس[6]) قرار دهیم، ضخامت لایه‌ی عایق پیوند بیش‌تر می‌شود، درست مانند این که جوشن‌های یک خازن را از هم دور کنیم، ظرفیت خازنی کاهش پیدا می‌کند و برابر مثلاً X-a خواهد شد.

مقدار این ظرفیت خازنی به عنوان تابعی از ولتاژ معکوسِ پیوند با فرمول زیر حساب می‌شود:

.

فرمول محاسبه ی تغییر ظرفیت خازنی در پیوند نیمه هادی های پی و ان بر حسب ولتاژ معکوس اعمال شده به آن

.

که در آن داریم:

UR        = ولتاژی که در جهت معکوس روی پیوند قرار دارد،

CO        = ظرفیت خازنیِ پیوند بدون ولتاژ بیرونی،

UD        = ولتاژ بایاس دیود (در سیلیکون در حدود 7/0 ولت)

n          = تعداد پیوندها

من در آزمایش خودم از یک ترانزیستور قدیمی BC107 استفاده کردم و با ولتاژهایی از حدود صفر تا 6 ولت تغییر ظرفیتی بین حدود 19 تا 8 پیکوفاراد را ثبت کردم. منحنی تغییر ظرفیت خازنی این ترانزیستور در نمودار زیر آورده شده است.

.

نمودار تغییر ظرفیت پیوند کریستالی یک ترانزیستور کوچک بر حسب ولتاژ معکوس اعمال شده به آن

.

حالا وقت آن است که شما هم به کمک یک خازن سنج و یک منبع تغذیه با ولتاژ قابل تنظیم ظرفیت خازنی «ترانزیستورهای سیگنال کوچک[7]» نوع NPN خود از قیبل BC547 را اندازه‌گیری کنید و دامنه‌ی تغییرات ظرفیتی هر یک را به ازای ولتاژ بایاس معکوس در جدولی یادداشت کنید.

.

.

مطالب مرتبط:

.

.

پانویس‌ها:

[1] Varicap Diode = Variable Capacitance Diode

[2] PN Junction

[3] Skip Distance

[4] Bias Voltage

[5] Forward Bias

[6] Reverse Bias

[7] Small Signal Transistor

.

.

www.etesalkootah.ir ||   2017-12-14 © 

2015 www.etesalkootah.ir  © All rights reserved.

تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه های مشابه آن با ذکر واضح "اتصال کوتاه دات آی آر" بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل "کلیک" به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه های چاپی نیز در صورت چاپ واضح "www.etesalkootah.ir" بعنوان منبع مجاز است.

.