在RF電子電路中使用變容二極管有很多方面。變容二極管電路的配置會影響其運行——一些微小的變化可能導致性能的重大差異。

鑒于RF電路并不總是容易優化，有必要確保變容二極管電路利用驅動變容二極管的最佳方法以及最成功的基本電路。

變容二極管（或“變電容”）二極管主要用于射頻（RF）電路，以提供可通過改變施加電壓來改變的電容。這些類型的二極管通常用于調諧電路，例如無線麥克風和無線電等無線應用中的RF振蕩器和濾波器。因此，設計人員應該了解使用非易失數模轉換器（DAC）提供用作壓控電容器的變容二極管的偏置電壓的好處。

變容二極管在反向偏置下工作，在P-N結周圍形成一個耗盡區。改變反向偏置的電平會改變耗盡區的厚度，從而改變二極管的有效電容。電壓增加會導致電容減小。

變容二極管的標稱電容值以及最大和最小電壓電平可實現的電容范圍。增加偏置電壓范圍會增加可用的電容范圍，但設計人員也可以尋找電容電壓比更大的變容二極管。

產生可變偏置電壓的便捷解決方案是使用DAC。大多數DAC的輸出電壓范圍為0 V至+5.5 V。但是，如果需要更高的電壓偏置，則可以使用高壓DAC。但是，在同相配置中使用低成本、高壓運算放大器來提供來自公共5.5 V DAC的輸出電壓電平轉換可能更具成本效益。

一些射頻功率放大器應用（如GSM和CDMA蜂窩基站、雷達、有線電視和便攜式無線電設備）使用LDMOS晶體管。然而，由于漏極-柵極區域的電荷積聚，在固定柵極偏置電壓（VGS）的溫度范圍內，靜態電流（IDQ）可能會有明顯的漂移。IDQ隨柵極偏置電壓和溫度成比例變化。為了保持高線性度的最大輸出功率，IDQ需要在所有工作溫度范圍內保持恒定。為此，需要在工作期間調整柵極偏置電壓以補償溫度變化。在這些類型的應用中，偏置控制電路中可以使用MCP4716或MCP4726等數模轉換器（DAC），以將IDQ保持在±4%范圍內。

一些簡單的RF電路使用變容二極管或變電容二極管來提供電容，該電容可以通過改變施加的電壓來改變。這些類型的二極管通常用于調諧電路，例如無線應用中的RF振蕩器和濾波器，例如無線麥克風和無線電。

變容二極管在反向偏置下工作，在P-N結周圍形成一個耗盡區。改變反向偏置的電平會改變耗盡區的厚度，從而改變二極管的有效電容。電壓增加會導致電容減小。變容二極管的標稱電容值以及最大和最小電壓電平可實現的電容范圍。DAC可以為產生可變偏置電壓提供方便、經濟高效的解決方案。

使用 DAC 確實會引入潛在誤差源。變容二極管受到偏置電壓任何形式的幅度變化的影響，導致電容發生不希望的偏移。使用微控制器對DAC輸出電壓進行編程時，可以考慮確定性誤差。

應考慮的主要錯誤來源包括：

? 變容二極管非線性

? 偏移誤差

? DAC 積分非線性 （INL）

RF調制也可能由噪聲源（可能來自系統中的天線）引起的電壓引起。圖1顯示了壓控振蕩器的LC-Tank電路部分。該電路允許在無線麥克風或收音機中進行FM調制。在這里，背靠背變容二極管配置將RF調制的影響降至最低。如果注入變化的信號，則一個二極管上的偏置隨著另一個二極管的減小而增加，從而保持總電容不變。請注意，兩個二極管彼此串聯，因此電容是單個變容二極管設置的一半。

為防止RF信號影響調諧電路外部的電路，偏置電壓通過隔離電阻或RF扼流圈饋送。

使用DAC偏置變容二極管還有其他好處。例如，多級應用中可以使用多個輸出通道DAC器件。或者，四通道DAC中的三個通道可能用于用于低頻、中頻和高頻濾波的單獨帶通濾波器。第四個輸出可用于電路中其他位置的失調電壓校準，或者在不使用時關閉。這樣就無需設置單獨的偏置方案，從而節省了電路板空間并縮短了設計時間。

一些DAC，例如MCP4728，提供非易失性存儲器。這使得輸出電壓電平和通道狀態（開/關）等配置數據能夠存儲在DAC的板載非易失性存儲器中。然后，可以將設備重置或在已知狀態下上電，從而可以存儲預編程的調諧。當發生所需事件或輸入時，或者斷電并恢復供電時，可以調用此調諧。

使用DAC偏置變容二極管還有其他好處。例如，多輸出通道DAC器件可用于多級應用。此外，在四通道DAC中，三個通道可能用于用于低頻、中頻和高頻濾波的單獨帶通濾波器。第四個輸出可用于電路中其他位置的失調電壓校準，也可以在不使用時關閉。通過避免設置單獨的偏置方案，可以節省空間和設計時間。

MCP4728等一些DAC還提供板載非易失性存儲器，可以存儲輸出電壓電平和通道狀態（開/關）等配置數據。這使得器件能夠復位或上電至已知的設置狀態，從而可以存儲預編程的調諧。當發生所需事件或輸入或斷電和恢復供電時，可以調用該曲調

審核編輯：郭婷