O que é um diodo varator?

Um diodo varator, mais comumente referido como varicap, é um dispositivo semicondutor eletrônico muito intimamente relacionado a um diodo padrão, mas com certas capacidades semelhantes a um capacitor. A diferença entre um varator e um diodo padrão é que um diodo padrão é projetado para minimizar a capacitância do dispositivo enquanto um diodo varator é projetado para usar e explorar a capacitância. Os diodos varatores encontram uso comum na eletrônica paramétrica, como amplificadores paramétricos e outros circuitos de sintonia que podem ser alterados por uma mudança de tensão.

Todos os diodos são construídos com duas peças de materiais diferentes, fundidas com uma ligação presa a cada extremidade. Um material é carregado negativamente, chamado cátodo, e o outro é carregado positivamente, chamado ânodo. Quando um diodo é criado pela primeira vez, esses dois materiais trocam elétrons onde se encontram, criando uma área dentro do diodo chamada camada de depleção, que não possui carga favorecida. A criação das duas cargas diferentes no diodo é realizada pela adição de um material carregado negativa ou positivamente à matriz do diodo. Em um diodo normal, esse material carregado é adicionado o mais uniformemente possível através das larguras do cátodo e do ânodo para permitir que o diodo mude de estado o mais rapidamente e com a menor tensão possível.

Se uma tensão negativa é aplicada ao condutor do ânodo de um diodo, o potencial da tensão negativa combina com o potencial do cátodo negativo. Uma vez que essa força seja forte o suficiente para colmatar a camada de depleção, ela passará facilmente pelo ânodo carregado positivamente do diodo e o diodo conduzirá eletricidade. Diz-se que um diodo nesse estado tem um viés de avanço.

Quando a mesma voltagem é aplicada ao condutor do cátodo de um diodo, a camada de depleção se alarga de ambos os lados do ânodo, com o ânodo positivo imprensado entre as duas forças negativas, criando um campo elétrico capacitivo dentro do diodo. Inicialmente, este campo reduz a velocidade do fluxo de corrente elétrica que passa pelo diodo, mas à medida que a tensão aumenta e o campo aumenta, o campo se tornará forte o suficiente para impedir que a corrente elétrica passe completamente pelo diodo. Diz-se que um diodo nesse estado tem um viés reverso.

A maioria dos diodos é projetada para passar o mais rápido possível pela área quando a corrente ainda flui e existe um campo elétrico capacitivo. Um diodo varator, no entanto, é projetado para operar dentro desta zona. Ao contrário de um diodo padrão, o material carregado em um varator é adicionado em um padrão de gradiente, que varia a força da carga em toda a largura do cátodo e do ânodo. A camada de depleção de um diodo construído dessa maneira varia em largura proporcional à tensão aplicada a ele. Como resultado, o diodo pode atuar como um capacitor variável com o campo capacitivo, diminuindo à medida que mais voltagem é aplicada e aumentando à medida que menos voltagem é aplicada.

O diodo varator pode ser usado no lugar de um dispositivo mais caro e difícil de instalar, como um capacitor variável. Os diodos varatores, no entanto, nem sempre são usados ​​apenas para reduzir custos e facilitar os processos de fabricação. Os varatores são frequentemente usados ​​em aplicações como sintonizadores de televisão ou rádio, onde suas habilidades permitem que eles se conectem à frequência de um canal ou estação muito rapidamente.