两种典型的二极管
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  • 发表时间:2019-09-21 02:06
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  为了把语言广播、音乐、戏曲等声音信息传到远处,广播电台要对这些声音信息进行“加工”。首先,使声音通过送话器变成音频电流。然后让这种低频率的音频信号迭加在高频的电磁波上。迭加有音频信号的高频电磁波从广播电台的发射天线发射出去,向四面传播。收音机的天线接收到电台发出的无线电波后,要把音频信号从高频电磁波中“检”出来,再经过扬声器还原成语言广播、音乐、戏曲等声音信息。这种将音频信号从高频电磁波中分离出来的过程就叫做检波。检波过程是通过检波二极管来实现的。

  除了无线电广播外,检波二极管在无线电测量、雷达技术微波通讯、电视等方面都有着广泛的应用。由于检波二极管需要在极高的频率下具有整流作用,因此检波二极管通常采用点接触型二极管。点接触型二极管的结电容非常小,例如常用的储检波二极管2AP9的结电容约为0.5微微法,它能在100兆赫的频率下工作。

  适当降低半导体晶片的电阻率能提高检波二极管的工作频率,但随着晶片电阻率的降低,二极管的反向击穿电压也要降低。因此,在制造检波二极管时要同时兼顾这两个因素。制造储检波二极管一般是用N型晶片,电阻率多选取0.1~10欧姆厘米。制造硅检波二极管用的晶片电阻率一般选取0.01~0.1欧姆·厘米。

  锗检波二极管的正向电流比硅检波二极管大。工作频率在100兆赫以下的检波二极管大多采用锗管。硅检波二极管的工作频率比储检波二极管高。大多数超高频应用的检波二极管采用硅管。不同工作频率的二极管,它们的管壳结构也各不相同。工作频率在100兆赫以下的检波二极管通常采用玻璃外壳封装,也可以用金属-玻璃外壳或塑料封装。

  在无线电技术中,可以把两种频率混合后变换成另一种频率。我们把这种频率的变换过程称为混频。专门用作混频的二极管叫做混频二极管。混频二极管在无线电测量、雷达、通讯方面有着广泛的应用。可以用点接触二极管来实现混频过程。但点接触二极管存在严重的缺点,诸如机械稳定性差、易烧毁、整流特性不够理想等。因此,随着对接收器件要求的提高以及半导体材料和工艺的改进,肖特基二极管得到了迅速的发展和广泛的应用。

  由于电子的迁移率比空穴迁移率大,因此常采用N型半导体来制造混频二极管。砷化镓的电子迁移率又比硅大得多,所以在微波频率下,砷化镓混频二极管显示了它的优越性。在频率变换的过程中,会损失一部分功率。变频损耗就是用来表示混频二极管这种特性的一个参数。为了获得低的变频损耗,必须精确控制肖特基势垒,在工艺上要选择合适的势垒金属并注意防止表面沾污。

  耐烧毁特性是混频二极管的另一个主要参数。影响耐烧毁特性的因素是很多的,例如势垒面积的大小、外延层杂质浓度外延层厚度和缺陷密度等。另外,器件制造的工艺水平,如钝化膜的应力、光刻图形边缘的质量、势垒所受的应力等都影响混频二极管的耐烧毁特性。

  混频二极管的管芯结构可以是台面型或平面型的,但目前以平面型结构居多。金属与半导体接触面积一般采用圆形,所以接触势垒区也是圆形的,势垒直径的大小主要由所要求的结电容来确定。工作频率愈高,结电容应愈小,势垒直径也愈小。一般势垒直径是几微米到几十微米。