ДЕТЕКТОРНЫЕ И СМЕСИТЕЛЬНЫЕ ДИОДЫ

Диоды, предназначенные для детектирования, называют­ся детекторными1, а устройство, в котором они осуществля­ют свою функцию, — детектором.

Диоды, предназначенные для работы в схеме преобразования частоты, называются смесительными, ' а устройство в целом — преобразователем частоты или смесителем. Следует подчеркнуть различие между диодом и устройством, в котором диод работает. В то время как диод является по существу двухполюсным прибором, детектор или преобразователь частоты удобнее рассматривать как многополюсник, различные пары полю­сов которого соответствуют сигналам различных частот. Разделение сигналов осуществляется системой фильтров, являющейся неотъемлемой частью детектора или смеси­теля.

Прижимной контакт.

Нелинейное сопротивление в детек­торных и смесительных диодах СВЧ в настоящее время создается почти исключительно с помощью прижимного контакта металл — полупроводник. Выпрямляющий кон­такт в этих приборах возникает при прижиме к поверх­ности полупроводника заостренной металлической .про­волоки (контактной пружины). Такой контакт в литературе называется точечным.

Вольтамперная характеристика.

Физической основой выпрямляющего действия контакта металл — полупровод­ник является наличие под поверхностью полупроводника тонкого (толщиной порядка 10~5 см) запирающего слоя. Свойства этого слоя как нелинейного сопротивления описы-

ваются вольтамперной характеристикой (рис. 2.1), аналити­ческое выражение которой имеет вид [1]

Коэффициент А определяется рядом физических характе­ристик контакта и его площадью.

Сопротивление растекания. Напряжение U в выражении для вольтамперной характеристики представляет собой напряжение на запирающем слое. Поскольку последова­тельно с этим слоем всегда включено сопротивление объема полупроводника г, называемое сопротивлением растека­ния, то полное напряжение на выпрямляющем контакте равно

UK = U+Ir

Таким образом, уравнение вольтамперной характерис­тики диода принимает вид .

Если толщина полупроводникового кристалла значительно превышает диаметр контакта, а толщина запирающего слоя много меньше его, что обычно выполняется на практике, то последовательное сопротивление будет равно [1]

где й — диаметр контакта.

Вольтамперные характеристики реальных диодов отли­чаются от (10.1), (10.2). Они не вполне экспоненциальны, а коэффициент в показателе экспоненты обычно меньше qikT = 40 в-1 и составляет 20 — 35 е-1. При отрицательных напряжениях ток через диод не постоянен, как это следует из (ЮЛ), но возрастает с увеличением напряжения. Нако­нец, величина сопротивления г обычно в 3 — 4 раза пре­восходит ее расчетное значение (10.3). Практически для кремниевых диодов величина г составляет 10 — 50 ом. Ко­эффициент А имеет величину 10~7 — 10~5а.