Un diodo varactor, più comunemente indicato come varicap, è un dispositivo elettronico a semiconduttore molto strettamente correlato a un diodo standard ma con determinate capacità simili a un condensatore. La differenza tra un varactor e un diodo standard è che un diodo standard è progettato per ridurre al minimo la capacità del dispositivo mentre un diodo varactor è progettato per utilizzare e sfruttare la capacità. I diodi Varactor trovano un uso comune nell’elettronica parametrica, come amplificatori parametrici e altri circuiti di sintonizzazione che possono essere modificati da un cambiamento di tensione.
Tutti i diodi sono costituiti da due pezzi di materiali diversi fusi insieme con un cavo attaccato a ciascuna estremità. Un materiale è caricato negativamente, chiamato catodo, e l’altro è caricato positivamente, chiamato anodo. Quando un diodo viene creato per la prima volta, questi due materiali scambiano elettroni nel punto in cui si incontrano, creando un’area all’interno del diodo chiamata strato di esaurimento, che non ha carica favorita. La creazione delle due diverse cariche nel diodo si ottiene aggiungendo un materiale caricato negativamente o positivamente alla matrice del diodo. In un diodo normale, questo materiale caricato viene aggiunto il più uniformemente possibile attraverso le larghezze del catodo e dell’anodo per consentire al diodo di cambiare stato il più rapidamente e a una tensione il più bassa possibile.
Se viene applicata una tensione negativa al cavo dell’anodo di un diodo, il potenziale della tensione negativa si combina con il potenziale del catodo negativo. Una volta che questa forza è abbastanza forte da colmare lo strato di esaurimento, viaggerà facilmente attraverso l’anodo caricato positivamente del diodo e il diodo condurrà elettricità. Si dice che un diodo in questo stato abbia una polarizzazione diretta.
Quando la stessa tensione viene applicata al conduttore del catodo di un diodo, lo strato di esaurimento si allarga da entrambi i lati dell’anodo, con l’anodo positivo inserito tra le due forze negative creando un campo elettrico capacitivo all’interno del diodo. All’inizio questo campo rallenta solo il flusso di corrente elettrica che passa attraverso il diodo, ma man mano che la tensione aumenta e il campo si rafforza, il campo alla fine diventerà abbastanza forte da impedire completamente alla corrente elettrica di passare attraverso il diodo. Si dice che un diodo in questo stato abbia una polarizzazione inversa.
La maggior parte dei diodi è progettata per passare il più rapidamente possibile attraverso l’area quando la corrente scorre ancora ed esiste un campo elettrico capacitivo. Un diodo varactor, tuttavia, è progettato per funzionare all’interno di questa zona. A differenza di un diodo standard, il materiale caricato in un varactor viene aggiunto in uno schema a gradiente, che varia la forza della carica attraverso la larghezza del catodo e dell’anodo. Lo strato di esaurimento di un diodo così costruito varia in ampiezza in proporzione alla tensione ad esso applicata. Di conseguenza, il diodo può agire come un condensatore variabile con il campo capacitivo, diminuendo quando viene applicata più tensione e aumentando quando viene applicata meno tensione.
Il diodo varactor può essere utilizzato al posto di un dispositivo più costoso e difficile da installare come un condensatore variabile. I diodi Varactor, tuttavia, non sono sempre utilizzati semplicemente per ridurre i costi e facilitare i processi di produzione. I Varactor sono spesso utilizzati in applicazioni come sintonizzatori televisivi o radiofonici dove le loro capacità consentono loro di agganciarsi molto rapidamente alla frequenza di un canale o di una stazione.