可変容量ダイオード（バリキャップダイオード）とは何ですか？

可変容量ダイオードは、電圧を逆方向に印加した場合にダイオードのPN接合に発生する空乏層の容量特性を活用した製品です。空乏層は、コンデンサーの電極間ギャップとして働きます。印加電圧により空乏層が変化することから容量が変化します。

可変容量ダイオードはpn接合ダイオードの分類に含まれます。通常のダイオードと異なり、pn接合に対し降伏しない範囲の逆バイアスで使用されます。

図-1　pn接合ダイオード　電流 – 電圧特性
図-1　pn接合ダイオード　電流 – 電圧特性

pn接合ダイオードはpn接合バンド図に示すように接合面を中心に空乏層が形成されます。この空乏層はキャリアーが存在しない領域で、電気抵抗が高く絶縁体に近い状態となっています。このためコンデンサーと同様の構造になっていることになります。また、この空乏層は逆電圧に比例して広がります。この特性を利用して容量の変化する製品としています。

容量の式は以下のように表されます。

C ＝ K x ( VR + Φ )-n

K：不純物濃度やジャンクション面積など製品により決まる定数
Φ：拡散電位

pn接合は接合の状態で傾斜接合・階段接合・超階段接合などの接合の状態があります。式中のnはこの接合の状態により変わり、それぞれ1/3、1/2、1以上となります。この値が大きいほど変化の度合いが大きくなります。スイッチングダイオードなどの一般のpn接合ダイオードなどは傾斜接合ですが、可変容量ダイオードでは階段接合や超階段接合となっています。

図-2　pn接合バンド図
図-2　pn接合バンド図
図-3　接合状態（不純物濃度分布）による分類
図-3　接合状態（不純物濃度分布）による分類

関連リンク

製品ラインアップについては、以下のページ、ドキュメントをご参照ください。

ダイオード
製品ページ
ディスクリート半導体の基礎 第2章ダイオード
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TVSダイオードの基礎（ESD保護用ダイオード）
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ショットキーバリアダイオードの基礎①
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