CONDENSATORI VARIABILI - 4

DIODI VARICAP

Nell'elettronica moderna c'è la tendenza di sostituire il tradizionale, ma ingombrante condensatore variabile con un componente a semiconduttore di piccole dimensioni che prende il nome di " diodo varicap". La zona di giunzione P-N dei diodi, quella in cui si crea la barriera costituita da due strati di cariche elettriche si comportano, a tutti gli effetti, come un condensatore la cui capacità è normalmente di qualche decina di picofarad. La capacità sussiste anche se le superfici delle armature sono molto ridotte. Ciò vale naturalmente per i normali diodi, mentre in .taluni moderni componenti il valore capacitivo raggiunge le centinaia di picofarad.
Si può ben dire che ogni diodo a giunzione racchiude nel suo involucro un piccolo condensatore. Ed è ovvio che, per poter sfruttare questa particolarità dei diodi, occorre polarizzarli inversamente, in modo che non conducano corrente, simulando lo stato di isolamento tra le armature di un condensatore reale. La caratteristica più saliente di questa capacità allo stato solido è quella di variare il proprio valore con il variare della tensione applicata al diodo. Questo fenomeno avviene normalmente in ogni diodo, ma risulta evidenziato in componenti appositamente concepiti e denominati nei diodi varicap il cui simbolo e' riportato in figura 6.

Fig. 6 - simbolo elettrico di un diodo varicap.

Il fenomeno fisico, che determina le variazioni di capacità, è assai complesso; esso si basa sulle proprietà della < barriera >; infatti man mano che aumenta la tensione inversa, applicata al diodo, alla barriera di potenziale giunge una dose di forza e vigore; la barriera quindi respinge con maggior energia le cariche che formano le armature del condensatore, determinando una diminuzione di capacità. Il diodo varicap si comporta quindi come un vero e proprio condensatore variabile, nel quale le variazioni capacitive sono ottenute facendo variare, anche con il sistema automatico, la tensione sui terminali del diodo. Rispetto al vecchio ed ingombrante condensatore variabile, il diodo varicap presenta notevolissimi pregi. Infatti, con il diodo varicap, che è un minuscolo diodo a giunzione, si ottiene un notevole risparmio di spazio, si ha la possibilità di pilotare la sintonia tramite la tensione eliminando i fenomeni di slittamento di frequenza dovuti alla capacità aggiuntiva introdotta dalla mano dell'operatore. Con il diodo varicap è inoltre possibile ottenere un comando automatico della capacità del condensatore. Ciò avviene ad esempio nei circuiti di controllo automatico della frequenza, nei ricevitori a modulazione di frequenza, nei quali Ia tensione applicata al diodo varicap, inserito nel circuito oscillante dell'oscillatore locale, viene comandata in modo da ottenere sempre il massimo segnale, così da agganciare la emittente a modulazione di frequenza.
Altri impieghi dei diodi varicap vengono effettuati nei sintetizzatori di frequenza, nei V.C.O. e nel settore televisivo, dove è possibile ottenere la perfetta sintonizzazione dei singoli canali TV tramite semplici pulsantiere, senza ricorrere ad ingombranti commutatori che sono facili a rompersi o a presentare difetti di funzionamento. Per concludere diciamo che, mentre con il tradizionale sistema di sintonia a condensatore variabile è necessario, per la ricerca delle emittenti, far ruotare il perno del condensatore stesso, con il diodo a varicap, per la ricerca delle emittenti, basta manovrare il perno di comando di un potenziometro.