Qu'est-ce qu'une diode varactor?
Une diode varactor, plus communément appelée varicap, est un dispositif électronique à semi-conducteur très étroitement lié à une diode standard mais avec certaines capacités similaires à un condensateur. La différence entre un varactor et une diode standard réside dans le fait qu'une diode standard est conçue pour minimiser la capacité du dispositif, alors qu'une diode varactor est conçue pour utiliser et exploiter la capacité. Les diodes varactor trouvent une utilisation courante dans l’électronique paramétrique, telles que les amplificateurs paramétriques et autres circuits d’accord pouvant être modifiés par une variation de tension.
Toutes les diodes sont construites à partir de deux pièces de matériaux différents fondues avec un câble attaché à chaque extrémité. Un matériau est chargé négativement, appelé cathode, et l'autre est chargé positivement, appelé anode. Quand une diode est créée pour la première fois, ces deux matériaux échangent des électrons là où ils se rencontrent, créant une zone dans la diode appelée couche d'appauvrissement, qui n'a pas de charge favorisée. La création des deux charges différentes dans la diode est réalisée en ajoutant un matériau chargé négativement ou positivement à la matrice de la diode. Dans une diode normale, ce matériau chargé est ajouté le plus uniformément possible sur les largeurs de la cathode et de l'anode pour permettre à la diode de changer d'état le plus rapidement possible et à la tension la plus basse possible.
Si une tension négative est appliquée au fil d'anode d'une diode, le potentiel de la tension négative se combine au potentiel de la cathode négative. Une fois que cette force est suffisamment forte pour couvrir la couche d’appauvrissement, elle passera facilement à travers l’anode chargée positivement de la diode et cette dernière conduira l’électricité. On dit qu'une diode dans cet état a une polarisation directe.
Lorsque la même tension est appliquée au fil de cathode d'une diode, la couche d'appauvrissement s'élargit des deux côtés de l'anode, l'anode positive prise en sandwich entre les deux forces négatives créant un champ électrique capacitif à l'intérieur de la diode. Au début, ce champ ne fait que ralentir la circulation du courant électrique traversant la diode, mais à mesure que la tension augmente et que le champ se renforce, le champ finira par devenir suffisamment puissant pour empêcher le courant électrique de traverser complètement la diode. On dit qu'une diode dans cet état a une polarisation inverse.
La plupart des diodes sont conçues pour traverser le plus rapidement possible la zone lorsque le courant circule toujours et qu’il existe un champ électrique capacitif. Une diode varactor est toutefois conçue pour fonctionner dans cette zone. Contrairement à une diode standard, le matériau chargé dans un varactor est ajouté dans un motif de gradient, ce qui fait varier la résistance de la charge sur la largeur de la cathode et de l'anode. La couche d'appauvrissement d'une diode construite de cette manière varie en largeur proportionnellement à la tension qui lui est appliquée. En conséquence, la diode peut agir comme un condensateur variable avec le champ capacitif, décroissant à mesure que plus de tension est appliquée et augmentant à mesure que moins de tension est appliquée.
La diode varactor peut être utilisée à la place d'un dispositif plus coûteux et difficile à installer, tel qu'un condensateur variable. Cependant, les diodes varactor ne sont pas toujours utilisées simplement pour réduire les coûts et faciliter les processus de fabrication. Les varactors sont souvent utilisés dans des applications telles que les tuners de télévision ou de radio où leurs capacités leur permettent de se verrouiller très rapidement sur la fréquence d'un canal ou d'une station.