Kapazitätsdioden

Ist eine Halbleiterdiode in Sperrrichtung geschaltet, so wirkt die Sperrschicht bzw. Raumladungszone am pn-Übergang wie eine Kapazität. Ändert sich die Spannung an der Diode ändert sich auch die Kapazität der Sperrschicht. Bei der Kapazitätsdiode ist die Sperrschicht-Kapazität besonders groß. Dadurch sind große Kapazitätsänderungen möglich.
Die Sperrschicht enthält fest eingebaute unbewegliche Ladungsträger. Zwischen den positiven und negativen Ladungsträgern entsteht im Sperrbetrieb ein elektrisches Feld. Zwischen je zwei unterschiedlichen Ladungsträgern bildet sich ein elektrisches Feld und somit ein kleiner Kondensator. Die einzelnen Teilkondensatoren liegen parallel zueinander. Nach dem Gesetz der Parallelschaltung von Kondensatoren ist die Gesamtkapazität gleich der Summe der Einzelkapazitäten. Der Kondensatorplattenabstand entspricht dem Ladungsträgerabstand. Das Dielektrikum ist das von Ladungsträgern befreite Halbleitermaterial.

Spannung in Abhängigkeit Kapazität
Die Kapazität der Kapazitätsdiode wird durch die anliegende Spannung gesteuert. Die Kapazität ist demnach spannungsabhängig. Zwischen der Sperrrschichts-Kapazität und der Sperrspannung besteht eine nichtlineare Abhängigkeit.
Je höher die Sperrspannung UR wird, desto breiter wird die Sperrschicht. Im Mittel wird dadurch der Ladungsträgerabstand größer. Die Kapazität wird kleiner.
Wird die Sperrspannung UR kleiner, dann verkleinert sich die Sperrschicht. Der Ladungsträgerabstand wird kleiner. Die Kapazität wird größer.

Anwendungen

  • Ersatz für Drehkondensatoren für die Schwingkreisabstimmung in Radios und Fernsehgeräten.
  • Schaltungen zur Erzeugung von Frequenzmodulation

Schaltzeichen

Schaltzeichen der Kapazitätsdiode
Schaltzeichen der Kapazitätsdiode

Übersicht: Halbleiterdioden

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