Diodos de sintonía, diodos de capacitancia variable, varicaps o cualquiera que sea el nombre dado a este componente, su aplicación en electrónica es extremadamente importante en nuestros días. Con la posibilidad de sustituir el pesado y caro capacitor variable por un dispositivo semiconductor que puede ser controlado directamente por circuitos externos, la sintonía de receptores, transmisores y osciladores se vuelve mucho más simple.
Los circuitos de sintonía de la mayoría de los receptores se forman por una configuración tradicional en la que una bobina se conecta en paralelo con un capacitor, como se muestra en la figura 1.
La frecuencia de la señal que puede ser sintonizada por este circuito, es decir, la frecuencia de resonancia es dada por los calores de la inductancia de la bobina y por la capacitancia del capacitor, según la siguiente fórmula:
Para que podamos variar la frecuencia de sintonía de un circuito de este tipo existen dos posibilidades: utilizar una bobina o inductor variable o un capacitor variable. La inductancia de una bobina puede ser variada en un cierto rango de valores por el desplazamiento del núcleo en su interior, pero éste no es un proceso muy práctico, siendo utilizado sólo en los casos en que se desea un cambio en un margen muy estrecho de frecuencias.
La sintonía por el ajuste del núcleo es más usada en los casos en que se necesita un ajuste único de la frecuencia de resonancia, como por ejemplo en transformadores de FI, bobinas osciladoras, etc. Para estas bobinas tenemos un ejemplo dado en la figura 2.
En el caso del capacitor, podemos tener dos salidas: variaciones pequeñas conseguidas con "trimers" o "padders" o variables de pequeños valores de capacitancia o aún grandes variaciones con variables de mayor capacitancia, como se muestra en la figura 3.
En estos componentes, la variación de la capacitancia tanto puede ser obtenida por el alejamiento o aproximación de las placas (armaduras) como por su movimiento paralelo, interpenetrando conforme muestra la figura 4.
En esta figura tenemos una variable común con las armaduras móviles todas abiertas, en cuyo caso tenemos una superficie de desfibrilación pequeña (efectiva) lo que significa la posición de menor capacitancia y luego las armaduras móviles todas cerradas, en cuyo caso tenemos la defrontación máxima y por lo tanto máxima capacidad.
Observe que, en todos los casos, el cambio de la frecuencia es hecho por acción mecánica: giramos un núcleo, un tornillo o aún un eje de control.
Con la utilización de dispositivos semiconductores en circuitos resonantes se abre una nueva gama de posibilidades de control de frecuencias.
LOS VARICAPS
Cuando se polariza un diodo común en sentido inverso, como muestra la figura 5, los portadores de carga se alejan de la unión, disminuyendo la intensidad del fenómeno de la recombinación por la conducción, responsable de la conducción del componente: no hay corriente entre el ánodo y el cátodo y el cátodo la región de la unión aumenta de espesor.
Los portadores de carga acumulados en el material y separados por una región aislante corresponden a una estructura muy similar a la de un capacitor común: el lugar donde quedan las cargas acumuladas corresponde a las armaduras del capacitor y la región en que no tenemos la conducción, la unión corresponde al dieléctrico. En un capacitor común, la capacitancia obtenida depende de 3 factores:
a) tamaño de las armaduras, es decir, su superficie efectiva.
b) distancia de separación entre las armaduras
c) material de que se hace el dieléctrico (constante dieléctrica).
En un diodo polarizado en sentido inverso la capacitancia presentada dependerá entonces del tamaño del material semiconductor usado (armaduras), de la separación entre las regiones en que las cargas se acumulan y la constante dieléctrica del material semiconductor usado (silicio), como muestra la figura 6 .
En los capacitores comunes, todos estos factores son fijos y en un capacitor variable podemos alterar la distancia de separación entre las armaduras o aún su superficie efectiva. En un diodo, sin embargo, existe un factor que puede ser alterado a partir de una acción exterior que es la distancia entre las armaduras.
Como, en realidad, las armaduras de este capacitor "ficticio" que existen en el diodo están formadas por portadores de carga que pueden moverse en el interior del material, podemos alejarlas o acercarlas por la acción de un campo eléctrico, o sea, aplicación de una tensión externa.
Si el diodo está apagado (tensión nula entre el ánodo y el cátodo), los portadores de cargas de las armaduras se atraen y sólo si no se recombinan totalmente porque existe una barrera de potencial en la unión.
Su distancia es entonces mínima y la capacitancia presentada por el componente es máxima, como se indica en la figura 7.
Aplicando una tensión en el sentido inverso, a medida que su valor aumenta, va ocurriendo una separación gradual de las "armaduras" o portadores de carga, lo que hace que la capacitancia del dispositivo también disminuya de valor. La máxima tensión que el diodo admite en el sentido inverso determina la menor capacitancia que podemos lograr del diodo, como muestra el gráfico típico de un diodo en la figura 8.
Los diodos comunes no son apropiados para la utilización en un circuito resonante, porque su rango de variación de capacitancias no es muy grande y, además, pueden ocurrir problemas de respuesta en la operación en frecuencias muy altas.
Sin embargo, utilizando técnicas especiales, se pueden construir diodos cuyas características que importan en este caso, es decir, la capacitancia entre las regiones semiconductores y la respuesta a frecuencias elevadas, sean resaltadas lo que da origen a una familia importante de componentes: los varicaps. En la figura 9 tenemos los símbolos adoptados para representar los varicaps.
En la mayoría de los casos, la mayoría de las personas que sufren de esta enfermedad, se encuentran en la mayoría de los casos. receptores AM.