Что такое вариконд?
Вариконд — это особый тип конденсатора, изготовленный из сегнетокерамики. Его ключевая особенность заключается в резко выраженной нелинейной зависимости электрической ёмкости от приложенного к нему напряжения. Проще говоря, его ёмкость не постоянна, а меняется в зависимости от напряжения.
Принцип работы и температурная зависимость
При увеличении напряжения диэлектрическая проницаемость материала и, соответственно, электрическая ёмкость вариконда возрастают. Этот рост продолжается до достижения максимума, который наблюдается при напряжённости поля внутри компонента от 50 до 250 В/мм. После прохождения этой точки ёмкость начинает снижаться.
Важным фактором, влияющим на работу устройства, является температура. И ёмкость, и степень нелинейности сильно от неё зависят. При нагреве до так называемой точки Кюри (для разных материалов она составляет от 25 до 200 °C) эти параметры увеличиваются, достигая пиковых значений. Однако дальнейший нагрев приводит к резкому падению ёмкости и полной потере нелинейных свойств.
Основные характеристики и свойства
Типичные номинальные значения ёмкости варикондов лежат в широком диапазоне — от 10 пикофарад до 1 микрофарады. Коэффициент нелинейности, то есть отношение максимальной ёмкости к начальной (при нулевом или малом напряжении), может составлять от 2 до 20. Для такого значительного изменения ёмкости обычно достаточно изменить управляющее напряжение на несколько десятков вольт.
К несомненным преимуществам варикондов относятся их высокая механическая прочность, устойчивость к вибрациям, тряске и воздействию влаги. Кроме того, они обладают практически неограниченным сроком службы.
Недостатки и области применения
Как и у любого компонента, у варикондов есть свои недостатки. К ним относятся температурная и временная нестабильность ёмкости, ограниченный рабочий диапазон температур и частот, а также сравнительно высокие диэлектрические потери.
Несмотря на это, уникальные свойства варикондов нашли своё применение в радиоэлектронике и системах автоматики. Их используют для:
- Бесконтактного и дистанционного автоматического управления.
- Усиления электрической мощности (в так называемых диэлектрических усилителях).
- Параметрической стабилизации напряжения и тока.
- Операций умножения, модуляции частоты, деления и других преобразований сигналов.