Добротность варикапа
Добротность характеризует степень идеальности реактивности. В частности для варикапа она определяется отношением емкостного импеданса к активному или отношением реактивной мощности к мощности активных потерь. Эквивалентная схема варикапа без учета индуктивности выводов отражена на рисунке 6.21.
Rj
r
C Рисунок 6.21 - Эквивалентная схема варикапа
Добротность
,
где
.
Домножим на комплексно сопряженное выражение, чтобы выделить реальную и мнимую часть импеданса
,
где
для резкого p-n
перехода.
Тогда добротность
.
(6.8)
При выводе (6.8) было учтено, что проводимость омической утечки, определяемой величиной обратного тока значительно меньше емкостной проводимости
.
Выражение (6.8) можно представить в виде:
,
где
– низкочастотная добротность (параллельные
потери);
– высокочастотная добротность
(последовательные потери).
Как следует из (6.8), добротность варикапа является экстремальной функцией частоты. Из условия экстремума имеем
;
;
;
.
(6.10)
На низких частотах добротность возрастает
с ростом частоты по линейному закону,
а на высоких падает по гиперболическому
закону
(рисунок 6.22).
Q
Qmax lgQ
а) б)
Для обеспечения высокой добротности необходимо обеспечить малое сопротивление базы и малую величину обратного тока. С ростом температуры Qmax уменьшается, так как дифференциальное сопротивление перехода R экспоненциально уменьшается (Iобр(Т) возрастает по экспоненте). Омическое сопротивление базы несколько
возрастает из-за падения подвижности, но доминирует более сильный закон нарастания
обратного тока. По этой же причине (6.10) max возрастает, несмотря на некоторое увеличение емкости.
Температурная зависимость добротности отражена на рисунке 6.23. Влияние температуры на высоко-частотную добротность Qвч значительно меньше, чем на низкочастотную. По этой причине диапазон рабочих частот варикапа 0 расположен в области высокочастотной добротности. Типовые значения добротности находятся в интервале значений: 102 -103.