239 (47)

- 239

Diody mikrofalowe

Ponieważ dioda zwrotna bardzo dobrze przewodzi prąd w kierunku wstecznym, a w pewnym zakresie polaryzacji w kierunku przewodzenia odznacza się znikomo małym prądem, istnieje możliwość zastosowania tej diody do detekcji i mieszania sygnałów przy odwróceniu roli obu kierunków polaryzacji. Ten lakt wyjaśnia pochodzenie nazwy tego elementu — dioda zwrotna lub wsteczna.

Podstawowa zalety diody wstecznej są następujące:

—    małe napięcie progowe (praktycznie biorąc, prąd wyrasta gwałtownie już od napięcia zerowego), a więc duża czułość prądowa;

—    duża szybkość działania, co jest typowe dla elementów' działających na nośnikach większościowych;

—    duża odporność na wpływ temperatury i promieniowania ;

—    mały poziom szumów własnych.

Większość diod wstecznych, dostępnych obecnie na rynku, są to diody stopowe germanowe o maksymalnej częstotliwości pracy do 200 GHz.

Rys. 4.54

Porównanie typowych charakterystyk prądowo-napięciowych dla: diody zwrotnej /, diody ostrzowej 2 i diody Schottky’ego 3

Na rysunku 4.54 porównano charakterystyki prądowo-nap i ęc i o we diod ostrzowych, Schottky’ego i zwrotnych.

Wszystkie omawiane diody detekcyjne i mieszające są wytwarzane w oprawkach typowych dla elementów' mikrofalowych.

Parametry techniczne wybranych typów diod detekcyjnych i mieszających zestawiono w' tabl. 4.7.

Diody o zmiennej impedancji (diody p-i-n)    4.7.2

Diody p-i-n spełniają funkcję elementów o zmiennej impedancji dla sygnałów b.w.cz., sterowanej napięciem stałym lub napięciem małej częstotliwości. Słabo domieszkowana warstwa wewnętrzna i (w idealnym przypadku warstw^ra półprzewodnika samoistnego) już przy' niewielkim napięciu wstecznym jest całkowicie zajęta przez obszar ładunku przestrzennego i opróżniona z elektronów' i dziur. Przy dalszym wzroście napięcia wstecznego warstwa zaporowa, praktycznie biorąc, nie rozszerza się, gdyż „napotyka” warstwy silnie domieszkowane P, N. Zatem w kierunku wstecznym dioda p-i-n odznacza się bardzo dużą rezystancją i bardzo małą stałą pojemnością określoną szerokością warstwy i (w typowym przypadku kilkadziesiąt mikrometrów). Podczas polaryzacji w kierunku przewidzenia do warstwy i są wstrzykiwane dziury i elektrony' z sąsiadujących warstw' P, N. Zatem warstwa i jest niejako „zalewana” przez elektrony i dziury, a wdęc dioda przechodzi w stan małej impedancji.