Смесительный диод:

Рисунок 4 – СД [1 стр. 329]

Составные элементы: Барьер Шоттки образуется в месте соприкосновения Pt(Al) с n-областью полупроводника. SiO2 представляет собой изолирующий слой

n⁺-область – сильно легированный слой, обеспечивающий низкое омическое сопротивление.

Au – нижний металлический контакт, соединяющийся с n⁺-областью.

Сама конструкция характеризуется крестообразной формой металлического электрода, что дает возможность снизить ёмкость перехода по сравнению с круглым контактом (за счёт уменьшения площади перекрытия), соответственно увеличить предельную рабочую частоту, а также улучшить механическую прочность соединения с полупроводниковой подложкой.

Подытожим:

Таблица 2. Сходства и различия по структуре

ДД	СД
В следствие контакта Ме-п/п образуется барьер Шоттки
Форма электродов как правило круглая	Форма электродов крестообразная
Используются п/п структуры с большим уровнем легирования, чем у СД	Используются п/п структуры с меньшим уровнем легирования, чем у ДД
В основном в качестве п/п используется Si и GaAs	В качестве п/п в основном используется GaAs
Изолирующий слой SiO2 может отсутствовать, например у точечных ДД	Изолирующий слой SiO2 присутствует
Ёмкость перехода мала за счет точечного или малого контакта	Ёмкость перехода минимизируется за счет крестообразной формы Ме
Механическая прочность соединения с п/п подложкой, как правило ниже, чем у СД, особенно в точечных конструкциях	Механическая прочность выше, за счет геометрии металлического электрода

Параметры:

Для ДД и СД характерна типовая ВАХ, соответствующая диоду с барьером Шоттки, поскольку в обоих случаях используется контакт металл-полупроводник. Таким образом, ВАХ для них нелинейна. Однако смесительный диод работает на значительно больших амплитудах, вследствие сигнала гетеродина, следовательно, СД должен выдерживать большие прямые и обратные напряжения без пробоя, соответственно его пробивное напряжение выше, чем у ДД и ВАХ СД используется на больших интервалах напряжения.

Рисунок 5 – типовая ВАХ диода с барьером Шоттки. [5 стр. 5]

Детекторный диод:

Так как ДД выполняет роль выпрямителя, то одним из его параметров является значение токовой чувствительности, которая показывает эффективность преобразования микроволновой мощности – в выпрямленный ток: . Где – приращение тока.

Тангенциальная чувствительность, характеризует минимальную мощность входного сигнала СВЧ – , при которой верхний уровень шумовых пульсаций без сигнала совпадает с нижним уровнем пульсаций при наличии сигнала, т.е. сигнал станет едва различимым на фоне шумов:

Смесительный диод:

Так как СД преобразует сигналы высокой частоты в сигналы промежуточной частоты, следовательно, важнейшим параметром, определяющим эффективность его работы, является – потери преобразования смесительного диода. Где мощность СВЧ сигнала на входе в диодную камеру, мощность промежуточного сигнала.

Также СД характеризуется коэффициентом шума, который показывает отношение полной мощности шумов на выходе устройства к той части этой мощности, которая обусловлена тепловыми шумами источника сигнала. Он определяется . Где мощность сигнала, мощность шумов

Оба диода характеризуются такими параметрами как:

Граничная частота – предельная частота, при которой прибор может сохранять разницу в проводимости при изменении полярности приложенного напряжения: , где сумма сопротивлений нейтральной части полупроводника и контакта, – барьерная ёмкость, низкополевая подвижность, концентрация доноров, толщина нейтральной области (базы) полупроводника, диэлектрическая проницаемость, приложенное напряжение

Полное сопротивление:

При положительном смещение главным фактором, влияющим на работу диода, является сопротивление перехода , так как барьерная ёмкость – шунтируется малым сопротивлением перехода. При отрицательном смещение барьерная ёмкость является основополагающим фактором, влияющим на работу диода, так как в данном случае шунтирует большое сопротивление перехода.

Кроме того, полное сопротивление определяется также рядом паразитных параметров: ёмкостью корпуса, индуктивностью проводящих контактов, сопротивлением нейтральной части полупроводника и сопротивлением контакта.

Шумовое отношение показывает на сколько шумовые характеристики выше шума эквивалентного дифференциального сопротивления в данной рабочей точке, оно определяется отношением СКО шумового напряжения на диоде – к СКО шумового напряжения на дифференциальном сопротивлении – :