Сверхвысокочастотный полупроводниковый диод (СВЧ-диод) -это полупроводниковый прибор, предназначенный дляпреобразования и обработки сверхвысокочастотного сигнала.

 

Полупроводниковые СВЧ-диоды уже длительное время применяют в различной радиоэлектронной аппаратуре и измерительной технике СВЧ-диапазона, т. е. на частотах более 300 МГц

 

Вначале СВЧ-диоды использовали для детектирования и сме­шения сигналов. Для этих целей применяли точечные диоды. Созданные впоследствии новые типы СВЧ-диодов практически целиком заме­нили точечные детекторные и смесительные диоды.

 

Некоторые из рассмотренных в предыдущих параграфах диоды тоже могут ра­ботать на сверхвысоких частотах (импульсные диоды, диоды с резким восстановлением обратного сопротивления).

 

К СВЧ-диодам, имеющие специфический принцип действия, относятсятун­нельный и обращенный диоды, варикап, лавинно-пролетный диод, диод Ганна и др.

 

Мы рассмотрим только туннельный диод и варикап.

Туннельный диод

Рис. 7.3 УГО

Туннельный диод -это полупроводниковый приборв которомтуннельный эффектприводит к появлению на характеристике при прямом включенииучасткаотрицательной дифференциальной проводимости.

 

Для изготовления туннельных диодов используют полупроводни­ковый материал с очень высокой концентрацией примесей (10¹⁸..-10²⁰ см³). Следствием высокой концентрации примесей в прилегающих к p-n переходу областях является малая толщина перехода (около 10^-2 мкм), т. е. примерно на два порядка меньше, чем в других полупроводниковых диодах.

В тонких переходах – высокая величина электрического поля (перекрытие валентной зоны в p области с зоной проводимости n области) и, следовательно, возможна вероятность туннелирования носителей заряда.

 

 

 

Рис. 7.4 Формирование ВАХ туннельного диода (зонные диаграммы)

 

При увеличении прямого напряжения прилагаемого к переходу уменьшается степень перекрытия валентной зоны и зоны проводимости и, одновременно уменьшается величина потенциальногобарьера.

 

Туннельный диод обладает областью с отрицательным дифференциальным сопротивлением (проводимостью) на прямой ветви ВАХ (рис. 7.4).

Используется в СВЧ технике для генерации и усиления сигналов

 

Варикап и варактор

 

Рис. 7.5 УГО

Варикап — это полупроводниковый прибор, действие которого основано на исполь­зовании зависимости емкости перехода от обратного напряжения и который предназначен для применения в качестве элемента с электрически управляемой емкостью.

 

Варикап, работающий при закрытом p-n переходе, применя­ется для частотной модуляции и электрической перестройки частоты.