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다이오드 6편 | 정전압 회로에서의 제너 다이오드 활용법

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전압 하나만 살짝 바꿔줬을 뿐인데 회로의 발진 주파수가 그대로 따라 움직이는 걸 처음 봤을 때, 다이오드도 이런 일을 할 수 있다는 게 신기했던 기억이 있습니다. 5편까지는 전압을 일정하게 붙잡아두는 정전압 다이오드를 다뤘다면, 이번 편의 바랙터 다이오드 는 정반대로 전압에 따라 값이 계속 바뀌도록 만든 소자입니다. 다만 이 소자는 값이 바뀌는 게 저항이 아니라 정전용량(커패시턴스)이라는 점이 독특합니다. 오늘은 이 원리와, 실제 튜닝 회로에서 신경 써야 할 트레이드오프를 짚어보겠습니다. 바랙터 다이오드, 역방향 전압으로 커패시턴스를 조절하다 바랙터 다이오드(Varactor Diode) 는 'Variable Reactor'의 줄임말에서 온 이름으로, 국내에서는 가변용량 다이오드라고도 부릅니다. 겉보기에는 일반 PN접합 다이오드와 똑같지만, 순방향이 아니라 반드시 역방향으로 걸어서 씁니다. 1편에서 역방향 바이어스를 걸면 공핍층이 넓어진다고 설명했습니다. 바랙터 다이오드는 바로 이 공핍층을 하나의 커패시터로 활용합니다. 공핍층 양쪽의 P형·N형 영역이 커패시터의 두 극판 역할을 하고, 캐리어가 없는 공핍층 자체가 절연체(유전체) 역할을 하는 셈입니다. 역방향 전압을 키우면 공핍층이 더 넓어지고, 커패시터의 극판 사이 거리가 멀어진 것과 같은 효과가 나서 정전용량이 줄어듭니다. 반대로 역방향 전압을 줄이면 공핍층이 얇아지며 정전용량이 커집니다. 결국 전압 하나로 커패시턴스를 손쉽게 조절할 수 있는 부품이 되는 겁니다. [바랙터 다이오드의 역방향 전압에 따른 커패시턴스 제어] 한 줄 요약 바랙터 다이오드는 역방향 바이어스로 공핍층 두께를 조절해 정전용량을 바꾸는 소자입니다. 전압이 커질수록 공핍층이 넓어지며 커패시턴스는 반대로 줄어듭니다. 공핍층 두께가 곧 정전용량, Cj 공식으로 이해하기 이 관계를 수식으로 표현하면 접합 정전용량(C j )은 대략 다음과 같이 근사됩니다. C j = C j0 / (1 + V...