[拼音]：weibo erjiguan

[外文]：microwave diode

微波領(lǐng)域內(nèi)的各種二極管，包括變?nèi)荻O管、階躍二極管、PIN二極管、 限幅二極管、電調(diào)變?nèi)荻O管、固體噪聲二極管和雪崩二極管等。

微波混頻二極管和微波檢波二極管

基于金屬－半導(dǎo)體相接觸具有非線性電導(dǎo)原理制成的兩端器件。這種器件早在第二次世界大戰(zhàn)期間就用于雷達(dá)接收機(jī)中，是半導(dǎo)體領(lǐng)域中最早出現(xiàn)的實(shí)用性器件。1965年以前，這兩種二極管均為點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu)，即用微米級(jí)的金屬觸絲尖端與半導(dǎo)體鍺或硅接觸而產(chǎn)生高頻整流特性。1965年以后出現(xiàn)性能優(yōu)越的肖特基勢壘型混頻和檢波二極管（又稱肖特基二極管），其工作頻率從幾百兆赫到 300吉赫，具有噪聲低、頻帶寬、抗燒毀性能好等特點(diǎn)。在整個(gè)微波頻帶內(nèi)直接用二極管混頻的微波接收機(jī)的噪聲系數(shù)為4.0～70分貝。 梁式引線結(jié)構(gòu)和四管堆具有多倍頻程的性能。檢波二極管的工作頻率范圍為0～40吉赫，檢波正切靈敏度為45～55分貝毫瓦。

變?nèi)荻O管

基于PN結(jié)結(jié)電容隨反向偏壓變化而制成的微波半導(dǎo)體器件。大體可分兩大類：低噪聲參量放大器用變?nèi)莨芎碗娬{(diào)諧用變?nèi)莨?。前者用于微波參量放大器，噪聲溫度低達(dá)30K，已廣泛用于衛(wèi)星地球站。后者主要用于頻率調(diào)諧、壓控振蕩器、電子對(duì)抗和捷變頻雷達(dá)快速調(diào)頻等。此外，變?nèi)莨苓€可以用于移相、限幅等。在制作上，兩類器件有一定區(qū)別，參放變?nèi)莨芤泻玫碾娙莘蔷€性和很高的優(yōu)值；而電調(diào)諧變?nèi)莨軇t要嚴(yán)格控制半導(dǎo)體外延層的摻雜濃度分布以便獲得大的電容變化區(qū)，并且應(yīng)具有較高的優(yōu)值。

階躍二極管

一種窄I層結(jié)構(gòu)的PIN二極管，當(dāng)工作狀態(tài)從正向轉(zhuǎn)到反向時(shí)，其反向恢復(fù)時(shí)間很短（可以達(dá)幾十皮秒量級(jí)），且具有極其豐富的諧波，再加上反向非線性電容效應(yīng)，可以用于倍頻、諧波發(fā)生、取樣、脈沖發(fā)生等。其主要用途是高頻穩(wěn)定倍頻器，結(jié)合石英晶體振蕩器可使微波源的頻率穩(wěn)定度達(dá)到10^-6～10^-9量級(jí)，廣泛用于數(shù)字通信、雷達(dá)和衛(wèi)星通信等設(shè)備中。

PIN二極管

一種變阻器件，又稱等離子體二極管。一般是由P⁺P-I-NN⁺多層半導(dǎo)體構(gòu)成?？梢愿鶕?jù)用途不同來控制I層的物理量和幾何參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。PIN二極管處于正向時(shí)，由于P層和N層分別向I層注入空穴和電子，電子和空穴在 I層中形成等離子體而處于低的微波阻抗?fàn)顟B(tài)，當(dāng)二極管處于反向時(shí)是一等效小電容，為高的微波阻抗?fàn)顟B(tài)。PIN二極管可以用于微波開關(guān)、 電調(diào)衰減、移相、微波調(diào)制以及其他特殊用途。

限幅二極管

利用二極管正向?qū)娮韬艿蛠硐拗莆⒉ㄐ盘?hào)的幅度。在小功率限幅要求下，一般可選用高優(yōu)質(zhì)變?nèi)莨?射頻功率較大時(shí)采用PIN二極管結(jié)構(gòu)。這類器件用于保護(hù)微波接收機(jī)的低噪聲放大器等方面。

固體噪聲二極管和固體噪聲源

基于PN結(jié)反向雪崩擊穿產(chǎn)生無規(guī)則噪聲而制成的一類微波器件。它與雪崩渡越器件最主要的區(qū)別是沒有渡越區(qū)。雪崩固體噪聲二極管具有噪聲頻譜寬、穩(wěn)定性好、壽命長、工作電壓低（20～30伏）等優(yōu)點(diǎn)。工作頻率 0～40吉赫的已有產(chǎn)品。用這種噪聲二極管制成的固體噪聲源用于微波測量、遙感輻射計(jì)、自動(dòng)雷達(dá)噪聲測試等。

雪崩渡越二極管

基于PN結(jié)反向雪崩倍增和渡越產(chǎn)生射頻負(fù)阻原理制成的一種微波功率器件。1958年由美國W.T.里德提出，所以又稱里德二極管。這類二極管有各種結(jié)構(gòu)：里德結(jié)構(gòu)(即P⁺NIN⁺)、肖特基結(jié)構(gòu)(M-N-N⁺)高-低-高結(jié)構(gòu)(H-L-H)、雙漂移結(jié)構(gòu)（DDR或P⁺PNN⁺）等。所用材料主要有硅和砷化鎵。除了PN結(jié)雪崩渡越二極管外，由于其工作機(jī)理的差別，還有俘獲等離子體雪崩觸發(fā)渡越時(shí)間二極管，金屬-半導(dǎo)體-金屬勢壘渡越二極管，隧道雪崩渡越二極管等。雪崩渡越二極管及其功率源可達(dá)到極高的工作頻率，從幾百兆赫至 300吉赫都可以獲得一定的微波功率。特別在毫米波波段，它是現(xiàn)代功率最大的固體器件，可連續(xù)波工作或脈沖工作。其缺點(diǎn)是噪聲比電子轉(zhuǎn)移器件稍高。用雪崩渡越二極管制成的雪崩振蕩器和鎖定放大器用于微波通信、雷達(dá)、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈。

各種微波二極管在微波電路中起低噪聲放大、功率產(chǎn)生、變頻、調(diào)制、解調(diào)、信號(hào)控制等作用。

參考書目

1. H.A.Watson，Microwave Semiconductor Devices and Their Circuit Applications， McGraw-Hill， New York，1969.

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標(biāo)簽：微波二極管

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文章名稱：《微波二極管》

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