Változtatható kapacitású diódák (varicap vagy varikap diódák, varaktorok)

A változtatható kapacitású dióda – más néven varicap, varaktor vagy beállítódióda – egy olyan félvezetődióda-típus, amelyet záróirányú előfeszítéssel való működésre terveztek, ahol úgy viselkedik, mint egy változtatható kapacitású kondenzátor, nem pedig úgy, mint egy jellegzetes egyenirányító dióda. Alapvető funkciója annak kihasználása, hogy a záróirányban előfeszített p–n átmenet kapacitása a feszültség függvényében változik, ugyanis a kiürítési tartomány szélessége a diódára adott feszültséggel változik, megváltoztatva az eszköz kapacitását. Ez a tulajdonságuk nélkülözhetetlenné teszi a varaktorokat az elektronikus hangolóeszközökben, például a frekvenciamodulációban (FM), a fáziszárt hurkokban (PLL, phase-locked loop), a feszültségvezérelt oszcillátorokban (VCO, voltage-controlled oscillator) és a rádiófrekvenciás szűrőkben. A varaktorok záróirányú előfeszítés esetén nem vezetnek, kizárólag a kapacitív viselkedésük miatt használják őket. Ezenkívül a MOS varaktorok – fém-oxid–félvezető (metal-oxide–semiconductor) alapú varicap diódák – jobb linearitást és a CMOS technikába való beilleszthetőséget kínálnak, ami alkalmassá teszi őket a korszerű rádiófrekvenciás IC-kben való használatra.

A varaktor kiválasztásakor több kulcsfontosságú paramétert kell figyelembe venni, hogy a tervezett készülékben optimális teljesítményt érjünk el. A kapacitástartomány és a hangolási arány (a legnagyobb és a legkisebb kapacitás aránya) rendkívül lényeges, mivel ezek határozzák meg, hogy mekkora frekvenciaváltozás érhető el a varaktorral. A jósági tényező (Q, quality factor) befolyásolja a jel tisztaságát, és különösen a rádiófrekvenciás áramkörökben fontos. A mérnököknek figyelembe kell venniük a soros ellenállást, a záróirányú átütési feszültséget és a tokozástípust is, különösen a helyszűkében lévő és a hőmérséklet-érzékeny környezetekben. Bár a varaktorok kis méretűek és energiatakarékosak, nemlineáris kapacitás–feszültség görbéjük torzítást eredményezhet, és a mechanikus alternatívákhoz képest általában korlátozott a hangolási tartományuk. Mindazonáltal a legtöbb automatikus hangolást, frekvenciamodulációt vagy sávszélesség-szabályozást igénylő felhasználási területen a varaktorok olyan félvezetős megoldást kínálnak, amely gyors, megbízható, és könnyebben illeszthető be a korszerű analóg és rádiófrekvenciás rendszerekbe.