Säädettävä kapasitanssi (varicap-diodi, kapasitanssidiodi)

Kapasitanssidiodi – tunnetaan myös varicap-diodina ja viritysdiodina – on puolijohdediodin tyyppi, joka on suunniteltu toimimaan estosuuntaisella bias-virralla. Tällöin se toimii ennemminkin muuttuva-arvoisen kondensaattorin tapaan kuin tyypillisen tasasuuntaajan tapaan. Sen ydintoimintona on hyödyntää estosuunnassa biasoidun PN-liitoksen jännitteestä riippuvaa kapasitanssia. Tällöin tyhjennysalueen leveys ja sitä mukaa sen kapasitanssi riippuvat siihen kohdistuvasta jännitteestä. Tämä ominaisuus tekee kapasitanssidiodeista korvaamattomia elektronisissa virityssovelluksissa, kuten taajuusmodulaatio (FM), vaihelukitut silmukat (PLL), jänniteohjatut oskillaattorit (VCO) ja RF-suodattimet. Kapasitanssidiodit eivät johda estosuuntaisesti biasoituina ja niitä käytetään yksinomaan niiden kapasitiivisten ominaisuuksien takia. Lisäksi MOS-kapasitanssidiodit – perustuvat metalli-oksidi-puolijohteisiin – tarjoavat paremman lineaarisuuden ja integroituvat paremmin CMOS-teknologioiden kanssa, minkä ansiosta se sopivat hyvin moderneihin RF IC-ratkaisuihin.

Kapasitanssidiodia valittaessa on otettava huomioon useita keskeisiä parametreja optimaalisen suorituskyvyn varmistamiseksi kohdesovelluksessa. Kapasitanssialue ja virityssuhde (suurimman ja pienimmän kapasitanssin suhde) ovat tärkeitä, koska ne määräävät, kuinka paljon taajuus voi vaihdella. Laatukerroin (Q) kertoo signaalin puhtauden ja on erityisen tärkeä korkean taajuuden RF-piireissä. Suunnittelijoiden on otettava huomioon myös sarjaresistanssi, estosuuntainen läpilyöntijännite ja kotelotyyppi, erityisesti ahtaissa tiloissa tai lämpötilaherkissä ympäristöissä. Vaikka kapasitanssidiodit ovat kompakteja ja energiatehokkaita, niiden epälineaarinen kapasitanssi-jännite-kuvaaja voi aiheuttaa vääristymiä, ja niillä on tyypillisesti suhteellisen pieni viritysalue mekaanisiin vaihtoehtoihin verrattuna. Useimmissa automaattisissa viritys-, taajuusmodulaatio- ja kaistanleveyden säätösovelluksissa kapasitanssidiodit tarjoavat kuitenkin puolijohderatkaisun, joka on nopea, luotettava ja helpompi integroida nykyaikaisiin analogisiin ja radiotaajuusjärjestelmiin.