NÁHRADA VARIKAPŮ

Tak především. Co to je, ten varikap? Jeho princip a základní použití se dá najít třeba ZDE  a dále  ZDE. Stručně si to zopakujeme – je to polovodičová součástka, také zvaná „kapacitní dioda“, která podle velikosti přivedeného napětí mění svou kapacitu. Vyrábí se z křemíku nebo z arzenidu galia. Maximální kapacita takové diody je závislá pouze na velikosti plochy přechodu PN, standardně vyráběné varikapy mají maximální kapacitu od 10 do 1 000 pF.  Například:

KB113 - varikap 13 - 280 pF

V důsledku proudu minoritních nositelů v závěrném směru mají varikapy oproti běžným kondenzátorům poměrně velký ztrátový úhel.

Jak to vlastně funguje. Mezi oběmi vrstvami diody, tedy materiálem s vodivostí P a materiálem s vodivostí N je přechodové pásmo, zvané bariéra. No a změnou velikosti napětí v závěrném směru se bariéra rozšiřuje, nebo zužuje – což je vlastně ekvivalent oddalování a přibližování polepů (desek) klasického kondenzátoru. Horní velikost stejnosměrného napětí je dána maximálním dovoleným napětím na přechodu, stanoveným výrobcem. A protože závěrný proud kapacitní diody je velmi nepatrný, blízký nule, ovládáme kapacitu pouze napětím.

Varikapy se velmi často používají v obvodech radiopřijímačů a televizorů. V roli varikapů mohou být použity (a také se občas používají, hlavně v amatérské praxi) obyčejné, klasické diody nebo Zenerovy diody, ale také jejich polovodičové analogy, viz obrázek:

Základní zapojení varikapu

Výsledky měření jedné neznámé diody, vypájené ze základní desky počítače jsou znázorněny na dalším obrázku.

Jednou z dalších možností elektronického ladění, je použití tranzistoru jako spínače. V klasickém zapojení tranzistorového spínače dochází ke skokové změně stavu (tranzistor buď vede, nebo nevede), ovšem zde není použita skoková změna, ale plynulá, jako u zesilovače, čímž se postupně připojuje a odpojuje kondenzátor C1.

Tranzistorový ekvivalent varikapu

Tento trik používal ve svých zařízeních, kde potřeboval větší rozsah ladění, Petr OK1WPN. Možná, že to již bude pozapomenuto, proto jej uvádím pro přehlednost znova. Zapojení pracuje tak, že tranzistor, řízený stejnosměrným napětím z potenciometru postupně otevírá, "zprůchodňuje se", a tím plynule připojuje nebo odpojuje kapacitu C1 v jeho kolektoru. Volbou velikostí C1 a C2 můžeme takto snadno ovlivnit rozsah ladění a to v dosti širokém rozsahu. Navíc je zde velká výhoda v tom, že při použití potenciometru s lineárním průběhem odporu vychází i téměř lineární změna kmitočtu, tedy i průběh stupnice. Kondenzátor zapojený v bázi tranzistoru se volí s kapacitou kolem 10n, slouží pouze k odstranění zbytků vysokofrekvenčního napětí, které se dostanou do obvodu báze. Pracovní odpor v kolektoru se volí v rozsahu 33 – 56 k Ω .

Jednodušší možnost náhrady varikapu je uvedena na následujícím obrázku, kde je tranzistor použit v zapojení jako dioda. Při testování v dávných dobách byl použit starší tranzistor TESLA KF508, je možno jej nahradit libovolným středně výkonným typem z řady KD. Při napájecím napětí 3V dovoloval překrytí celého bývalého VKV pásma 66 – 73 MHz.

Bipolární tranzistor jako kapacitní dioda

Tranzistor MOSFET jako kapacitní dioda.

Praktické použití těchto zapojení viz například ZDE  případně výše zmíněný transceiver  Trampkit, uveřejněný v AR 6/1981 – viz zapojení oscilátoru, jako prvek k přeladění zde slouží tranzistor T102.

Samozřejmě, že jako ladicí prvek  je zde možno použít teoreticky libovolnou polovodičovou součástku, v kroužku jsme zkoušeli dokonce i LED, ale ouvej – vzhledem k průsvitnému pouzdru ovlivňovalo výslednou kapacitu i světlo, dopadající na diodu. Takže pozor i na diody ve skleněném pouzdru.

Pro zajímavost uvádím parametry varikapů výroby TESLA, které se dají ještě sehnat, případně vypájet z vyřazených zařízení.

KB105A
KB105B
KB105G
KB105T
KB105Z
KB109G
KB113
KB205A
KB205B
KB205G
KB213A
KB213B
KB213C
KB213D
KB213E
KB304A
KB304B
KB304C
KB304D
KB304E
KB313
KB313A
KB413