二極體以其單向導電特性， 在整流開關方面發揮著重要的作用；其在反向擊穿狀態下， 在一定電流範圍下起到穩壓效果。 令人意外的是， 利用二極體的反偏壓結電容， 能夠有效地減少信號線上的接入寄生電容， 這裡將近一步討論這個運用。
上篇我們的工程師分享了關於“如何妙用二極體的導通壓降”的知識， 有粉絲閱讀後要求瞭解更多有關電子類器件的知識， 今天我們就來聊一聊“如何妙用二極體減少寄生電容”。
二極體參數—單向導電性
提到二極體， 大家最熟悉的就是二極體的單向導電性，
圖1 二極體伏安特性曲線
二極體有一個參數， 沒有單向導電性那麼廣為人知， 但是對電路設計的影響也至關重要， 那就是“結電容”。
二極體參數—結電容
在一些高速場合， 需要選結電容比較小的二極體；在某些場合， 則需要利用這個結電容來達到特定的目的， 比如壓控振盪器（VCO）， 正是利用了變容二極體在不同的反向偏壓下有不同的電容值， 從而達到電壓控制頻率的目的。
圖2 壓控振盪器應用電路-實例
在高速電路上， 由於頻率越來越高， 寄生電容的影響已經不能忽視了。 在系統中， 這些不期望的電容來自方方面面， 比如PCB的材質、厚度、板層結構、走線平行度， 這些都是影響PCB板的寄生電容， 還有元器件本身的寄生電容， 最可惡的是這些東西還受環境溫度的影響。
圖3 寄生電容引起“振鈴”
難道就沒辦法對付它們了嗎？通過工程師們的不懈努力， 發現這些影響是可以通過合理的電路設計來減少的。 下面我們將討論下怎樣“利用二極體的電容特性來減小高速信號上的寄生電容”。
二極體妙用—減少寄生電容
首先， 我們熟悉下二極體的電容特性：圖4所示的是IN4448HWS二極體的電容特性。 零反向偏壓下， 電容是3pF， 隨著反向偏壓越來越大， 結電容越來越小。
圖4 電容特性
在高速信號線上， 通常會附加一些功能， 這些功能通常會帶來不利的影響， 如會產生很大的寄生電容， 這個電容視具體的電路模組而定。 如果忽略這個電容， 可能會影響這個信號的頻率。 最不幸的是， 就算您注意到了這個電容， 由於附加的功能模組產生的電容太大， 似乎也無能為力。 通用附件功能接入法如圖5所示：
圖5 通用附件功能接入法
為了減少信號線上的寄生電容，可以在附件功能的接入點處增加一個二極體，這個二極體必須節電容比較小的，通常選用小信號開關管，如果考慮到大電流問題，則需要慎重考慮選型問題。
圖6 正向接入法
正向接入方法如圖6所示，二極體接在信號線與附件功能模組之間，這表示附加功能模組使能時是高電平輸出的。另外，為了更大程度地減小寄生電容，通常使二極體工作在反偏壓狀態下，即UL 接至低電平。在附加功能模組不工作，二極體處於最大反偏壓下，具有更小的節電容，信號線能夠工作在高頻狀態下，系統獲得更高的性能。
圖7 反向接入法
反向接入方法如圖7所示，與正向接入不同的是，二極體的正極接到信號線上，UH接至高電平。
不管正向還是反向接入法，其等效電路都如圖8所示。我們假設二極體的節電容為3pF，附件功能模組寄生總電容1uF。如果電阻足夠大，那麼可以忽略，此時就是兩個電容串聯，和電阻並聯類似，CT=C1*C2/(C1+C2)≈C1(C2較大)。大電容就算變化很大，串聯總電容幾乎等於小電容，即3pF，有效減小接入電容。
圖8 等效電路
總之，以上運用是建立在二極體單向導電性和較小節電容的基礎上。正向接入和反向接入只能是單方向的，不能解決所有情況，也就是說只能針對特殊的功能模組。如果附加功能模組需要雙向的，把圖6和圖7結合或許是不錯的選擇。
圖5 通用附件功能接入法
為了減少信號線上的寄生電容，可以在附件功能的接入點處增加一個二極體，這個二極體必須節電容比較小的，通常選用小信號開關管，如果考慮到大電流問題，則需要慎重考慮選型問題。
圖6 正向接入法
正向接入方法如圖6所示，二極體接在信號線與附件功能模組之間，這表示附加功能模組使能時是高電平輸出的。另外，為了更大程度地減小寄生電容，通常使二極體工作在反偏壓狀態下，即UL 接至低電平。在附加功能模組不工作，二極體處於最大反偏壓下，具有更小的節電容，信號線能夠工作在高頻狀態下，系統獲得更高的性能。
圖7 反向接入法
反向接入方法如圖7所示，與正向接入不同的是，二極體的正極接到信號線上，UH接至高電平。
不管正向還是反向接入法，其等效電路都如圖8所示。我們假設二極體的節電容為3pF，附件功能模組寄生總電容1uF。如果電阻足夠大，那麼可以忽略，此時就是兩個電容串聯，和電阻並聯類似，CT=C1*C2/(C1+C2)≈C1(C2較大)。大電容就算變化很大，串聯總電容幾乎等於小電容，即3pF，有效減小接入電容。
圖8 等效電路
總之，以上運用是建立在二極體單向導電性和較小節電容的基礎上。正向接入和反向接入只能是單方向的，不能解決所有情況，也就是說只能針對特殊的功能模組。如果附加功能模組需要雙向的，把圖6和圖7結合或許是不錯的選擇。