VARICAP


 

 Il diodo varicap, il cui simbolo elettrico, da tutti adottato nella composizione degli schemi teorici, è pubblicato in figura 1, assume il compito di sostituire il vecchio e tradizionale condensatore variabile, montato nella maggior parte degli apparati radioriceventi. Ma non da solo, ovviamente, bensì in accoppiamento con un comune potenziometro, come quello che regola il volume dell'audio attraverso l'altoparlante, o l'altro che controlla la tonalità dei suoni. In pratica, dunque, mentre con il condensatore variabile il comando manuale di sintonia si identifica con la manopola sul perno di tale componente, con il diodo varicap l'elemento di pilotaggio della sintonia. del ricevitore radio, è rappresentato dal perno di un potenziometro. Detto questo, serve ora descrivere il diodo varicap, il suo comportamento nei circuiti reali, le principali caratteristiche elettriche dei modelli non professionali e facilmente reperibili sul mercato della componenti e, infine, un esempio applicativo del semiconduttore nel progetto più elementare di un apparecchio radioricevente.

Simbolo circuitale del diodo varicap

Fig. 1 - Simbolo circuitale del diodo varicap

 

FISICA DEL VARICAP

Fra il diodo varicap e il diodo comune a semiconduttore esiste una evidente somiglianza. Oltre alla somiglianza del simbolo anche la struttura fisica interna non cambia molto, giacché qualsiasi diodo a giunzione si comporta come un varicap, anche se per disporre di sensibili variazioni di capacità, si debbono utilizzare diodi appositamente concepiti. Il comportamento del diodo varicap dipende dalla formazione, nella zona di giunzione, di due strati di cariche elettriche, che si possono assimilare alle due armature di un condensatore piano a facce parallele. Questi strati sono separati tra loro da una zona, che negli schemi di figura 2, è indicata con la lettera "d" e viene chiamata "deplation layer", ovvero strato a zona di svuotamento. La zona "d" è priva di cariche elettriche e si comporta come un elemento isolante, del tutto assimilabile al dielettrico di un condensatore, variabile o fisso che sia.

   diodo inversamente polarizzato con una tensione bassa ( sinistra ) e alta ( destra)    

Fig. 2 -  diodo inversamente polarizzato con una tensione bassa ( sinistra ) e alta ( destra)

Fig. 2 -  diodo inversamente polarizzato con una tensione bassa ( sinistra ) e alta ( destra)

Lo schema a sinistra di figura 2 è alimentato con la tensione continua di 1,5V, quello a destra della da un generatore in continua da 25V. In entrambi gli schemi i diodi a semiconduttore sono polarizzati inversamente, ossia i catodi sono collegati con la tensione positiva, gli anodi con quella negativa. I diodi, quindi, non possono condurre corrente. Ma la polarizzazione inversa è quella che provoca la formazione della zona isolante, in pratica del dielettrico del condensatore. Gli schemi di figura 2 dimostrano un altro importante fenomeno, quello della variazione della capacità col variare della tensione inversa applicata al diodo varicap. Infatti, con la tensione di 1,5V, la zona "d" è stretta, con la tensione più elevata di 25V, la zona "d" è molto più larga. Ricordando che la capacita di un condensatore a facce parallele e' inversamente proporzionale alla distanza delle armatura affacciate, si deduce che si ha un aumento di capacità con tensioni basse e una  diminuzione con quelle alte.

Concludendo: quando si fa variare opportunamente la tensione inversa, applicata fra anodo e catodo del diodo varicap, si ottengono valori capacitivi diversi ed il varicap si comporta come un condensatore variabile