Высокочастотному диоду (рабочая частота свыше 30 МГц) наиболее вредна барьерная емкость Сбар, которая при закрытом диоде обуславливает паразитное прохождение переменной составляющей сигнала. Основной путь уменьшения Сбар – это уменьшение площади р-п перехода Sр-n .
Точечный формовочный ВЧ диод.
Конструкция такого диода показана на рисунке. Базой является кристалл Gе или Si n–типа. На конце вольфрамовой иглы (W) находится небольшое количество примеси р-типа. Для образования р-n перехода применяют элеткроформовку - пропускание короткого импульса тока. Под действием тока место контакта разогревается и примесь диффундирует в базу, образуя область
эмиттера микроскопических размеров.
Недостаток – высокая чувствительность к механическим и электрическим нагрузкам.
ВЧ и СВЧ диоды являются универсальными и предназначены для различных преобразований ВЧ и СВЧ сигналов.
Импульсные диоды
Импульсные диоды предназначены для формирования и преобразования импульсных сигналов. Быстродействие импульсных диодов определяется в основном временем восстановления сигнала (tвост) .
Для ¯ tвост используют два способа:
1) ¯Sр-n или lр-n (т.е. уменьшение барьерной емкости Сбар).
2) ¯tэф (среднего времени жизни НПНЗ), т.е. уменьшение Сдиф.
Меза-диод
(Сбар » 0,1…1 пФ и не зависит от напряжения U).
Основные параметры:
tвост 1…10 нс; Iпр £ 100 мА; Uобр £ 100В.
Применяются для переключения и регулирования уровня ВЧ и СВЧ сигналов.
Принцип действия:
1. Электроны из полупроводника переходят в металл, и ионы доноров в полупроводнике оголяются.
2. Образуется выпрямительный переход, внутреннее поле которого направлено от полупроводника к металлу, и следовательно является потенциальным барьером для электронов полупроводника.
3. При подаче Uпр потенциальный барьер jб уменьшается и Iпр обусловлен электронами из полупроводника в металл. Т.к. в металле дырки отсутствуют, то встречного потока дырок нет, а следовательно в базе n–типа НПНЗ не накапливаются, а поэтому при подаче Uорб - время на рассасывание НПНЗ в базе – не требуется.
Основные параметры:
Сбар » 1 пФ, tвост = 0,1…1 нс, f раб = 10…15 ГГц, Iобр = 10…100 нА (очень мал).
Заключение: высокочастотные и сверхвысокочастотные диоды являются универсальными диодами. Они широко применяются в различных радиоэлектронных устройствах в качестве амплитудных, частотных, фазовых и видеодетекторов, смесителей, выпрямителей ВЧ, а также в качестве коммутационных и ограничительных элементов систем автоматического контроля и регулирования уровней (АРУ) электрических сигналов.