СВЧ диоды, диоды Ганна. Назначение диодов и их классификация

Лекция ФОМЭ:  

СВЧ ДИОДЫ,  Диоды Ганна

          Назначение диодов и их классификация

Современные полупроводниковые СВЧ диоды могут выполнять в РЭА самые различные функции: детектирование, преобразование частот, усиление, генерирование колебаний, умножение частоты и переключение высокочастотных трактов. Такое многообразие обеспечивается довольно обширной номенклатурой специализированных диодов, отвечающих различным требованиям и различающихся между собой по устройству и электрофизическим характеристикам.

СВЧ диоды имеют маркировку, позволяющую различать их между собой по материалу полупроводника, назначению, номеру типа, а следовательно, и по электрическим характеристикам. В связи с непрерывным совершенствованием системы условных обозначений можно встретить СВЧ диоды нескольких систем маркировки. Принятая система маркировки полупроводниковых приборов  учитывает многообразие их применений и содержит пять элементов:

- тип проводника ( 1 - Ge, 2 - Si, 3 - GaAs);

- класс прибора (А - СВЧ диоды, Т -транзисторы);

- основное назначение диода (1 - смесительный и т. д. по таблице);

- две цифры - порядковый номер;

- буква - принадлежность к тому или иному подтипу.

Для смесительных диоды может указываться шестой элемент  (буква Р) т. е. диоды подобраны парами для использования в балансных смесителях.

Конструктивное оформление

Полупроводниковые СВЧ диоды выпускаются промышленностью в различном конструктивном оформлении. В выборе конструкции диодов определяющим является рабочий диапазон длин волн и способ включения диодов в высокочастотный тракт.

Наибольшее число типов диодов имеет патронную конструкцию. Она имеет ряд преимуществ: простота изготовления, широкодиапазонность (ограничение рабочей длины волны только со стороны коротких волн), надежное закрепление в диодной камере, простота обеспечения вывода по постоянному току. Однако такие диоды недостаточно защищены от воздействия внешних электрических и электромагнитных полей и поэтому требуют применения металлизированных упаковок при хранении и осторожного обращения при установке в аппаратуру.  Патронная конструкция применяется в диодах дециметрового и сантиметрового диапазона волн. В миллиметровом диапазоне волн преимущественно используются диоды коаксиальной и волноводной конструкции.

Коаксиальная конструкция в металлическом корпусе удобна для сочленения с трактом коаксиального типа и обеспечивает хорошую экранировку диода от воздействия внешних полей. Недостаток - малонадежный контакт с внутренним проводником коаксиального тракта, а также необходимость применения четвертьволнового трансформатора или дросселей различного типа для вывода по постоянному току.

Волноводные диоды непосредственно сочленяются с высокочастотным трактом волноводного типа. Они представляют собой единую конструкцию диода с диодной камерой и не требуют введения в тракт согласующих органов настройки.

I. Параметрические диоды

Используются в параметрических усилителях различных конструкций в качестве элемента с переменной емкостью. Усилители данного типа позволяют существенно повысить чувствительность сверхвысокочастотных приемников. Для обеспечения работы параметрического усилителя требуется генератор накачки и  циркулятор, что несколько усложняет его конструкцию