微波电子线路大作业.doc

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1、.word格式,微波电子线路班级：021113学号:02111206姓名：赵书宽,专业.专注..word格式,肖特基势垒二极管肖特基势垒二极管是利用金属与半导体接触形成肖特基势垒而构成的一种微波二极管，它对外主要体现出非线性电阻特性，是构成微波阻性混频器、检波器、低噪声参量放大器、限幅器和微波开关等的核心元件。结构结构结构结构半导体外延层点接半导体外延层面结合氧化层金属钼金金丝两种肖特基势垒二极管结构金属触丝欧姆接触金属结构点接触二极管和肖特基表面势垒二极管（简称肖特基势垒二极管）后者性能优于前者，原因是：,专业.专注..word格式

2、,点接触管表面不易清洁，针点压力会造成半导体表面畸变，因而其接触势垒不是理想的肖特基势垒，受到机械震动时还会产生颤抖噪声。但面结合型管子金半接触界面比较平整，不暴露而较易清洁，其接触势垒几乎是理想的肖特基势垒。不同的点接触管子生产时压接压力不同，使肖特基结的直径不同，因此性能一致性差，可靠性也差。但面结合型管子由于采用平面工艺，因此管子性能稳定、一致性好、不易损坏。点接触型和面结合型二极管的典型封装结构可采用‘炮弹式’、同轴式、微带式等。肖特基势垒二极管还有其它一些变形：如将点接触和平面工艺优点结合起来的触须式肖特基势垒二极管，取消管

3、壳、靠加厚的引线来支撑的梁式引线肖特基势垒二极管等。一般地，肖特基势垒二极管的伏安特性可以表示为（1）如图是肖特基势垒二极管的伏安特性曲线,专业.专注..word格式,假定二极管两端的电压由两部分构成：直流偏压和交流信号(t)=cos，即（2）代入式（1），求得时变电流为（3）定义二极管的时变电导g(t)为根据式（1）得对式（3）进行傅里叶级数展开：i(t)=交流偏压的基波电流幅度I1=IL:肖特基势垒二极管时变电流波形00In=2ISexp(αUdc)J1(αUL),专业.专注..word格式,根据贝塞尔函数的大宗量近似式，当αUL

4、较大时，有IdcIL二极管对交流信号所呈现的电导为GL=交流偏压一定时，GL随Idc的增大而增大，借助于Udc来调节Idc可以改变GL的值，使交流信号得到匹配。二．变容二极管,专业.专注..word格式,PN结的结电容（主要是势垒电容）随着外加电压的改变而改变，利用这一特性可以构成变容二极管（简称为变容管）。变容管作为非线性可变电抗器件，可以构成参量放大器、参量变频器、参量倍频器（谐波发生器）、可变衰减或调制器等。两种PN结二极管结构N+衬底N层氧化层金属欧姆接触金属P层N+衬底N层氧化层金属欧姆接触金属P层平面型结构台式型结构结构结

5、电容可以表示为以下普遍形式：式中：m称为结电容非线性系数，取决于半导体中参杂浓度的分布状态。给变容管加上直流负偏压和交流信号（泵浦电压），即由上式得时变电容为式中：，时变电容随泵浦电压周期变化波形00（简称相对泵幅），表明泵浦激励的强度。P,专业.专注..word格式,=1时，为满泵工作状态；p<1时，为欠泵工作状态；p>1时，为过泵工作状态。典型的工作状态是p<1且接近于1的欠泵激励状态，不会出现电流及相应的电流散粒噪声。是周期为泵频的周期函数，可以用傅立叶级数展开为：C1称为基波电容，它是基波幅度的一半;Υcn称为n次谐波电容调制

6、系数、参量激励系数或泵浦系数，是表示变容管在交流激励下非线性特性的一个重要参量。,专业.专注..word格式,曲线01.61.01.0突变结线性结曲线00.501.0突变结线性结求得C0和Υcn分析变容管特性时，有时也使用“倒电容”Sj(t)来表征特性：静态工作点倒电容：三．阶越恢复二极管阶跃管管芯结构与掺杂浓度分布N+层N层（I层）金属欧姆接触金属P+层氧化层P+NN+101910151019阶跃恢复二极管（SRD）可以看做一种特殊的变容管，简称阶跃管。利用阶跃管由导通恢复到截止的电流突变可以构成窄脉冲输出，也可以利用其丰富的谐波制

7、作梳状频谱发生器或高次倍频器。,专业.专注..word格式,结构阶跃管电压电容特性01）阶跃管特性：在反偏时结电容近似不变，为一个不变的小电容（处于高阻状态，近似开路）。正偏时，形成了较大的扩散电容（处于低阻状态，近似短路）。阶跃管相当于一个电容开关。2）工作原理（1）大信号交流电压正半周加在阶跃管上时，处于正D向导通状态，阶跃管相当于一个低阻，阶跃管的端压u位于PN结接触电势差，管子中有电流i留过；阶跃管相当于一个大扩散电容，交流信号将对其进行充电，由于空穴在N层的复合率比较低，因而有大量的空穴电荷在N区堆积起来。,专业.专注..w

8、ord格式,（2）信号电压进入负半周，使阶跃管内部产生的势垒电场把N区内储存的空穴抽回层，产生很大的反向电流。这时阶跃管仍然有很大的电容量，故阶跃管上的电压降不能突变，管子中仍然有较大的电流，呈现出导通和低阻状态，因此阶