可变电容器

可变电容器是一种电容器，其电容可以有意地和重复地以机械或电子方式改变。可变电容器通常用于L/C电路中以设置谐振频率，例如调谐收音机（因此有时称为调谐电容器或调谐电容器），或用作可变电抗，例如用于天线调谐器中的阻抗匹配。

在机械控制的可变电容器中，极板之间的距离或重叠的极板表面积可以改变。最常见的形式是在旋转轴（转子）上布置一组半圆形金属板，这些金属板位于一组固定板（定子）之间的间隙中，这样可以通过旋转轴来改变重叠区域。空气或塑料箔可用作介电材料。通过选择旋转板的形状，可以创建电容与角度的各种函数，例如获得线性频率标度。各种形式的减速齿轮机构通常用于实现更精细的调整控制，即将容量变化分散到更大的角度，通常是几圈。当板啮合在一起时，即实现xxx电容，也就是说，它们是交错的。当板没有网格化时，即达到最小电容，也就是说，它们不是交错的。<ulclass="gallery">

• 测量旋转电容器的电容
• Cmin=29pF
• C=269pF
• Cmax=520pF

真空可变电容器使用一组由同心圆柱体制成的极板，这些极板可以滑入或滑出相对的一组圆柱体[1]（套筒和柱塞）。然后将这些板密封在玻璃或陶瓷等非导电外壳内，并置于高真空下。活动部件（柱塞）安装在可密封并保持真空的柔性金属膜上。柱塞上附有螺旋轴；当轴转动时，柱塞移入或移出套筒，电容器的值发生变化。真空不仅增加了电容器的工作电压和电流处理能力，还xxx降低了在极板上产生电弧的机会。真空变量最常见的用途是大功率发射器，例如用于广播、军事和业余无线电的发射器，以及大功率射频调谐网络。真空变量也可以更方便；由于元件处于真空状态，因此工作电压可以高于相同尺寸的空气变量，从而可以减小真空电容器的尺寸。非常便宜的可变电容器是由分层的铝箔和塑料箔构成的，它们使用螺钉可变地压在一起。然而，这些所谓的挤压器不能提供稳定且可重现的电容。这种结构的一种变体允许一组板的线性移动以改变板重叠区域，也可以称为滑块。这对于临时或家庭建筑具有实际优势，并且可以在谐振环形天线或晶体收音机中找到。由螺丝刀操作的小型可变电容器（例如，在工厂精确设置谐振频率，然后不再调整）称为微调电容器。除了空气和塑料外，微调器还可以使用固体电介质（如云母）制成。

很多时候，多个定子/转子部分在同一轴上彼此后布置，从而允许使用相同的控制来调整多个调谐电路，例如预选器、输入滤波器和接收器电路中的相应振荡器。这些部分可以具有相同或不同的标称电容，例如2×330pF用于AM滤波器和振荡器，加上3×45pF用于同一接收器的FM部分中的两个滤波器和一个振荡器。具有多个部分的电容器通常包括与可变部分并联的微调电容器，用于将所有调谐电路调整到相同的频率。

蝶形电容器是旋转可变电容器的一种形式，具有两组相互相对的独立定子板，以及一个蝶形转子，这样转子的转动将相等地改变转子和任一定子之间的电容。蝶形电容器用于对称调谐电路中，例如推挽配置中的射频功率放大器级或转子需要冷却的对称天线调谐器，即连接到射频（但不一定是直流）地电位。由于峰值射频电流通常从一个定子流到另一个定子，而不通过雨刷触点，因此蝶形电容器可以处理较大的谐振射频电流，例如在磁环天线中。在蝶形电容器中，定子和转子的每一半只能覆盖90°的xxx角度，因为必须有一个没有转子/定子重叠的位置对应于最小容量，因此仅90°的一圈就覆盖了整个电容范围.

密切相关的分体式定子可变电容器没有90°角的限制，因为它使用两个独立的转子电极组，彼此轴向排列。与具有多个部分的电容器不同，分体式定子电容器中的转子板安装在转子轴的相对两侧。虽然与蝶形电容器相比，分体式定子电容器受益于更大的电极，以及高达180°的旋转角，但转子板的分离会产生一些损耗，因为射频电流必须通过转子轴而不是直接流过每个转子叶片。

差动可变电容器也有两个独立的定子，但与蝶形电容器不同，蝶式电容器的两侧容量随着转子转动而增加，在差动可变电容器中，一个部分的容量会增加，而另一部分的容量会减小，保持两者之和定子电容恒定。因此，差分可变电容器可用于电容式电位器电路。

具有空气电介质的可变电容器是由匈牙利工程师DezsőKorda发明的。1893年12月13日，他获得了这项发明的德国专利。

反向偏置半导体二极管的耗尽层的厚度随二极管两端施加的直流电压而变化。任何二极管都会表现出这种效应（包括晶体管中的p/n结），但专门作为可变电容二极管（也称为变容二极管或变容二极管）出售的器件具有大的结面积和专门设计用于最大化电容的掺杂分布。它们的使用仅限于低信号幅度以避免明显的失真，因为电容会受到信号电压变化的影响，从而无法在高质量射​​频通信接收器的输入级中使用它们，因为它们会增加不可接受的互调水平。在VHF/UHF频率下，例如在FM收音机或电视调谐器中，动态范围受限于噪声而不是大信号处理要求，并且信号路径中通常使用变容二极管。可变电容用于振荡器的频率调制，以及制造高频压控振荡器(VCO)，这是现代通信设备中普遍存在的锁相环(PLL)频率合成器的核心组件。BST设备基于钛酸锶钡，并通过向设备施加高电压来改变电容。它们具有专用的模拟控制输入，因此引入的非线性比变容二极管少，尤其是对于更高的信号电压。BST的限制是在要求苛刻的应用中的温度稳定性和线性度。

数字调谐电容器是一种基于多种技术的IC可变电容器。MEMS、BST和SOI/SOS器件可从多家供应商处获得，它们的电容范围、品质因数和分辨率因不同的射频调谐应用而异。MEMS器件具有最高的品质因数和高度线性，因此适用于天线孔径调谐、动态阻抗匹配、功率放大器负载匹配和可调滤波器。RF调谐MEMS仍然是一项相对较新的技术，尚未被广泛接受。SOI/SOS调谐器件构造为建立在绝缘CMOS晶片上的固态FET开关，并使用按二进制加权值排列的MIM电容来实现不同的电容值。SOI/SOS开关具有高线性度，非常适合不存在高压的低功率应用。高耐压要求串联多个FET器件，这会增加串联电阻并降低品质因数。电容值设计用于多频段LTEGSM/WCDMA蜂窝手机和在宽频率范围内运行的移动电视接收器中的天线阻抗匹配，例如欧洲DVB-H和日本ISDB-T移动电视系统。

可变电容有时用于将物理现象转换为电信号。

• 在电容式麦克风（通常称为电容式麦克风）中，振膜充当电容器的一个极板，振动会导致振膜与固定极板之间的距离发生变化，从而改变维持在电容器极板上的电压。
• 某些类型的工业传感器使用电容器元件将压力、位移或相对湿度等物理量转换为用于测量目的的电信号。
• 电容式传感器也可用于代替开关，例如用于没有用户可移动部件的电梯的计算机键盘或触摸按钮。