Diodos de sintonia, diodos de capacitância variável, varicaps ou qualquer que seja o nome dado a este componente, sua aplicação em eletrônica é muito importante nos nossos dias.
Quando polarizamos um diodo comum no sentido inverso, conforme mostra a figura 1, os portadores de carga se afastam da junção, diminuindo a intensidade do fenômeno da recombinação pela condução, responsável pela condução do componente: não há corrente entre o anodo e o catodo e a região da junção aumenta de espessura.
Os portadores de carga acumulados no material e separados por uma região isolante correspondem a uma estrutura muito semelhante a de um capacitor comum: o local onde ficam as cargas acumuladas corresponde às armaduras do capacitor e a região em que não temos a condução, em torno da junção corresponde ao dielétrico.
Num capacitor comum, a capacitância obtida depende de 3 fatores:
a) tamanho das armaduras, ou seja, sua superfície efetiva.
b) distância de separação entre as armaduras
c) material de que é feito o dielétrico (constante dielétrica).
Num diodo polarizado no sentido inverso a capacitância apresentada vai depender então do tamanho do material semicondutor usado (armaduras), da separação entre as regiões em que as cargas se acumulam e da constante dielétrica do material semicondutor usado (silício).
Nos capacitores comuns, todos esses fatores são fixos e num capacitor variável podemos alterar a distância de separação entre as armaduras ou ainda sua superfície efetiva.
Num diodo, entretanto, existe um fator que pode ser alterado a partir de uma ação exterior que é a distância entre as armaduras.
Como, na realidade, as armaduras deste capacitor "fictício" que existem no diodo são formadas por portadores de carga que podem se mover no interior do material, podemos afastá-las ou aproximá-las pela ação de um campo elétrico, ou seja, pela aplicação de uma tensão externa.
Se o diodo estiver desligado (tensão nula entre o anodo e o catodo), os portadores de cargas das armaduras atraem-se e só se não se recombinam totalmente porque existe uma barreira de potencial na junção.
Sua distância é então mínima e a capacitância apresentada pelo componente é máxima, conforme indicado na figura 2.
Aplicando uma tensão no sentido inverso, à medida que seu valor aumenta, vai ocorrendo uma separação gradual das "armaduras" ou portadores de carga, o que faz com que a capacitância do dispositivo também diminua de valor.
A máxima tensão que o diodo admite no sentido inverso determina a menor capacitância que podemos conseguir do diodo, conforme mostra o gráfico típico de um diodo na figura como visto na figura 2.
Os diodos comuns não são apropriados para a utilização num circuito ressonante, porque sua faixa de variação de capacitâncias não é muito grande e, além disso, podem ocorrer problemas de resposta na operação em frequências muito altas.
No entanto, utilizando técnicas especiais, podem ser construídos diodos cujas características que importam neste caso, ou seja, a capacitância entre as regiões semicondutoras e a resposta à frequências elevadas, sejam ressaltadas o que dá origem a uma família importante de componentes: os varicaps.
Na figura 3 temos os símbolos adotados para representar os varicaps.
Comercialmente, encontramos tipos que podem ter faixas de capacitâncias que vão desde valores relativamente pequenos para a operação em FM, VHF e UHF, até diodos de capacitâncias elevadas na condição de ausência de tensão para operação em circuitos de baixas frequências como por exemplo na sintonia de receptores AM.
O importante nestes diodos é a relação que existe entre a capacitância máxima e mínima, pois esta relação vai determinar a largura da faixa que ele pode sintonizar quando usado num circuito de sintonia.
Diodos com faixas de capacitâncias semelhantes aos capacitores variáveis comuns permitem que a substituição seja quase que direta, tanto no projeto de receptores de AM como FM.
APLICAÇÕES
A utilização de um Varicap num circuito de sintonia não é feita simplesmente pela sua colocação no lugar do variável.
Levando-se em conta que o diodo precisa ser polarizado com uma certa tensão e que a bobina que forma o circuito ressonante consiste num percurso de baixa resistência para correntes contínuas ou curto-circuito, não basta usar o diodo diretamente, mas sim como mostra a figura 4.
A tensão aplicada no diodo, neste caso, seria curto-circuitada pela bobina, não havendo possibilidade de funcionamento.
Num circuito de sintonia convencional, a tensão aplicada ao diodo pode vir de um potenciômetro comum ou trimpot que então substitui o capacitor variável na escolha da estação que se deseja sintonizar.
Temas Abordados:
* Diodo de Capacitância Variável
* Diodo de Sintonia
Ver Também:
* Diodos semicondutores
* Diodos de capacitância variável
* Circuitos ressonantes
* Capacitores
