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【導讀】變容二極管在反向偏置電壓下運行，會在PN結附近形成耗盡區，變反向偏置的水平，就能改變耗盡區的厚度，從而影響二極管的有效電容。

變容二極管主要用于射頻電路中，通過調節電壓提供可變的電容。這種二極管通常用于電路調節，例如無線應用中，無線麥克風和收音機中使用的射頻振蕩器和濾波器。電路設計師應當了解使用非易失數模轉換器為變容二極管(作用相當于電壓控制的電容器)提供偏置電壓的好處。

變容二極管在反向偏置電壓下運行，會在PN結附近形成耗盡區(depletion zone)。改變反向偏置的水平，就能改變耗盡區的厚度，從而影響二極管的有效電容。電壓增加，電容就相應減小。

圖1：變容二極管運用
 

變容二極管有指定的標稱電容值，以及最高最低電壓水平控制的電容范圍。提升偏置電壓范圍就能提升可用電容范圍，但設計師也可以通過采用變容二極管實現更高的電容-電壓比。

實現可變偏置電壓的一個方便的辦法就是使用數模轉換器(DAC)。大多數DAC的輸出電壓范圍都在0V到+5.5V之間。如果需要更高的電壓偏置，就要用更高電壓的DAC。然而，在非逆變配置下，使用低成本，高電壓的運算放大器可以利用普通5.5V DAC，實現輸出電壓的電平漂移。

使用DAC的確會帶來潛在的誤差，變電容會受到任何形式的偏置電壓幅度變化的影響，造成電容漂移。確定誤差也有可能在使用微控制器控制DAC輸出電壓時產生。應該考慮的最主要的誤差來源包括可變電容的非線性度、補償誤差和DAC積分非線性度(INL)。

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系統天線可能成為噪聲源，由此引起的電壓會帶來RF射頻調制。圖中表明，電壓控制振蕩器的LC電感電容槽電路部分。這種電路可以讓之前提到的無線麥克風或收音機實現FM調制。這里，背對背的可變電容配置可以讓RF調制的影響降到最低。如果輸入可變信號，一個二極管的偏置就會增加而另一個的會減少，以保持整體電容不變。要注意兩個二極管是串聯，電容是原來可變電容值的一半。

為了防止射頻信號干擾外部調節電路，偏置電壓通過隔離電阻或射頻扼流進行回饋。

在偏置二極管中使用DAC也有其他好處。例如，多輸入通道的DAC設備可以用于多級應用。另外，四通道DAC中，三個通道可以用來隔離帶寬濾波，過濾低頻、中頻和高頻信號；而第四個輸出可以用于電路中的其他任何電壓補償，或者關掉第四個不需要使用的輸出通道。這樣一來，由于避免了設置獨立的偏置方案，還可以節省設計空間和耗時。

有些DAC如MCP4728，還提供板載非易失性存儲空間，以存儲配置數據如輸出電平、信號狀態(開/關)。這使得設備可以重置或者以特定狀態開啟，因為可以存儲預先編程的調諧狀態。當預期事件或輸入出現，或者掉電重啟的時候，這些調諧狀態可以重新喚起。