Импульсные, высокочастотные (ВЧ) и сверхвысокочастотные (СВЧ) диоды

Импульсные, высокочастотные (ВЧ) и сверхвысокочастотные (СВЧ) диоды

1) Импульсные диоды

2) Диоды ВЧ

3) СВЧ диоды

1) Импульсные диоды. Импульсные диоды предназначены для работы в импульсных цепях с длительностями импульсов от нескольких нс до нескольких мкс. Рассмотрим работу обычного

p-n перехода при подаче на него импульсного напряжения.

В промежуток времени от 0 до t1 p-n переход закрыт (обратным напряжением пренебрегаем). В момент t1 p-n переход открывается, но ток через него и через нагрузку достигает своего максимального, то есть установившегося значения, не мгновенно, а за время tуст., которое необхо- димо для заряда барьерной ёмкости p-n перехода.

В момент времени t2 p-n переход почти мгновенно закрывается. Область p-проводимости ока- зывается насыщенной неосновными носителями зарядов, то есть электронами. Не успевшие рекомбинировать электроны под действием поля закрытого p-n перехода возвращаются в n-об- ласть, за счёт чего сильно возрастает обратный ток. По мере ухода электронов из p-области

обратный ток уменьшается, и через время tвосст. p-n переход восстанавливает свои

«закрытые» свойства. В импульсных диодах время восстановления и установления должны быть минимальными. С этой целью импульсные диоды конструктивно выполняются точечны- ми или микросплавными. Толщина базы диода делается минимальной. Полупроводник леги- руют золотом для увеличения подвижности электронов.

2) Диоды ВЧ. Это универсальные диоды, которые могут быть детекторными, модуляторны- ми, импульсными при достаточных длительностях импульса, и даже выпрямительными при малых токах нагрузки. Основное отличие ВЧ диодов – обратная ветвь вольтамперной характе- ристики плавно понижается (увеличивается обратный ток, постепенно переходя в область электрического пробоя) (смотрите рисунок 56).

Такое понижение обратной ветви ВАХ объясняется усиленной термогенерацией собственных носителей зарядов на малой площади p-n перехода.

Микросплавные ВЧ диоды имеют бóльшую барьерную ёмкость, чем точечные, и для того, чтобы их можно было использовать на высоких частотах, вблизи p-n перехода понижают кон- центрацию акцепторной и донорной примеси.

Понижение концентрации примеси приводит к увеличению ширины p-n перехода, следова- тельно, к уменьшению барьерной ёмкости:

e × eо × Sp - n

Сб =

DХ

3) СВЧ диоды. На СВЧ используются диоды Шоттки и диоды с p-n переходом, площадь кото- рого значительно меньше, чем у точечных.

Заострённая вольфрамовая проволока в виде пружины прижимается к базе с определённым усилием, за счёт чего образуется очень малой площади p-n переход.