微波電子線路第二章中(已修改)
2025-05-11 06:42 本頁面
【正文】 1 結(jié)構(gòu) 肖特基勢(shì)壘二極管是利用 金屬與半導(dǎo)體接觸形成肖特基 勢(shì)壘 而構(gòu)成的一種微波二極管，它對(duì)外主要體現(xiàn)出 非線性電 阻特性 ，是構(gòu)成微波阻性混頻器、檢波器、低噪聲參量放大 器、限幅器和微波開關(guān)等的核心元件。 本節(jié)介紹肖特基勢(shì)壘 二極管的結(jié)構(gòu)、等效電路、伏安特性和特性參量。 2. 2 肖特基勢(shì)壘二極管 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 半導(dǎo)體 外延層 點(diǎn)接觸 半導(dǎo)體 外延層 面結(jié)合 氧化層 金屬鉬 金 金絲 兩種肖特基勢(shì)壘二極管結(jié)構(gòu) 金屬觸絲 歐姆接觸金屬 2 肖特基勢(shì)壘二極管 點(diǎn)接觸二極管 和 肖特基表面勢(shì)壘二極管（簡(jiǎn)稱肖特基勢(shì)壘二極管） 后者性能優(yōu)于前者，原因是： 點(diǎn)接觸管表面不易清潔，針點(diǎn)壓力會(huì)造成半導(dǎo)體表面畸變， 因而其接觸勢(shì)壘不是理想的肖特基勢(shì)壘，受到機(jī)械震動(dòng)時(shí)還 會(huì)產(chǎn)生顫抖噪聲。但面結(jié)合型管子金半接觸界面比較平整， 不暴露而較易清潔，其接觸勢(shì)壘幾乎是理想的肖特基勢(shì)壘。 不同的點(diǎn)接觸管子生產(chǎn)時(shí)壓接壓力不同，使肖特基結(jié)的直徑 不同，因此性能一致性差，可靠性也差。但面結(jié)合型管子由 于采用平面工藝，因此管子性能穩(wěn)定、一致性好、不易損壞。 點(diǎn)接觸型和面結(jié)合型二極管的典型封裝結(jié)構(gòu)可采用 ‘ 炮彈式 ’ 、 同軸式、微帶式 等。肖特基勢(shì)壘二極管還有其它一些變形：如將點(diǎn) 接觸和平面工藝優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來的 觸須式肖特基勢(shì)壘二極管 ，取消管 殼、靠加厚的引線來支撐的梁式引線 肖特基勢(shì)壘二極管 等。 3 肖特基勢(shì)壘二極管 等效電路 稱為二極管的非線性結(jié)電阻，是阻性二極管的核心等效元件。 隨著加于二極管上的偏壓改變，正向時(shí)約為幾個(gè)歐姆，反向時(shí)可達(dá)兆歐量級(jí)。 肖特基勢(shì)壘二極管等效電路 sLjR jCsRpCjRjR 稱為二極管的非線性結(jié)電容，由于金半結(jié)管子不存在擴(kuò)散電容，故這一電容就是金半結(jié)的勢(shì)壘電容，其數(shù)值在百分之幾到一個(gè)皮法（ pF）之間。 jC 稱為半導(dǎo)體的體電阻，又叫串聯(lián)電阻。點(diǎn)接觸型管子的值約在十到幾十歐姆，而面結(jié)合型管子的值約為幾歐姆。 sR 引線電感，約為一至幾個(gè)納亨 。 sL 管殼電容，約為幾分之一皮法 。 pC肖特基二極管電路符號(hào) 4 肖特基勢(shì)壘二極管 伏安特性 當(dāng)勢(shì)壘是理想的肖特基勢(shì)壘時(shí)， ，當(dāng)勢(shì)壘不理想時(shí)， 。對(duì)點(diǎn)接觸型管子來說，通常 ，而面結(jié)合型管子 。 ? ? ????????????????? 1e x pkTqVIVfIsn1?n 1?n?n ~?nnk Tq?? 1?n? ?? ?1ex p ?? VII s ?肖特基勢(shì)壘二極管電壓電流特性 0 IV5 肖特基勢(shì)壘二極管 二極管兩端的外加偏壓由兩部分構(gòu)成：直流偏壓和交流時(shí)變偏壓（可稱為本振電壓） ,為： ? ? tVVtv LLdc ?co s??? ? ? ?? ?? ?1c o se x p ????tVVIvftiLLdcs ???肖特基勢(shì)壘二極管時(shí)變電流波形 0 0 IVdcV??tvt??tit6 肖特基勢(shì)壘二極管 定義二極管的時(shí)變電導(dǎo)為 : ? ?? ? ? ?tVVfvfdvditgLLdctVVv LLdc??c o sco s????????? ? ? ?? ? ? ?? ?? ?1c o se x p ??????tVVItiItitgLLdcss??????肖特基勢(shì)壘二極管時(shí)變電導(dǎo)波形 0 0 gdcV V??tvt??tgt 表明當(dāng)交流偏壓隨時(shí)間作 周期性變化時(shí)，瞬時(shí)電導(dǎo)也隨 時(shí)間作周期性變化。 7 肖特基勢(shì)壘二極管 ? ? ? ? ? ?? ?1co sex p ???? tVVIvfti LLdcs ???? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? sLLLLLdcsnLndcItVJtVJVJVIntnIIti???????? ????????????2co s2co s2ex pco s22101直流分量和相應(yīng)于交流偏壓的各次諧波電流振幅系數(shù)為： ? ? ? ?Ldcsdc VJVII ?? 0ex p?? ? ? ?Lndcsn VJVII ??ex p?交流偏壓激勵(lì)的基波電流振幅 為： LII ?1? ? ? ?LdcsL VJVII ?? 1ex p2?根據(jù)貝塞爾函數(shù)的大宗量近似式，當(dāng) 較大時(shí)可求得 : LV?? ?? ?LLdcsdc VVVII???2e x p ??dcL II 2?8 肖特基勢(shì)壘二極管 交流偏壓功率為 : LdcLLL VIVIP ?? 21二極管對(duì)交流偏壓源所
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