Электроника

УМНОЖИТЕЛЬНЫЙ СВЧ ДИОД, по л у про во днико вый диод, используемый для умножения частоты СВЧ сигнала. Действие У. СВЧ д. основано иа зависимости полного электрич. сопротивления от величины внеш. сигнала. При воздействии на У. СВЧ д. гармонич. сигнала с частотой Ш| образуется спектр гармоник, кратных оси. частоте. С помощью фильтра (напр., LC цепочки) выделяют нужную гармонику и т. о. получают источник мощности Рп на частоте п<0|. Эффективность такого преобразования определяется характером нелинейности и потерями в диоде. Так, в У. СВЧ д. типа нелинейного омич. сопротивления (к к-рым относятся точечные диоды с прижимным контактом, обладающие нелинейной аолы-амперной характеристикой) кпд преобразования не превышает !/п2. Такие У. СВЧ д. редко используются в качестве умножителей частоты ввиду малых кпд и уровней допустимой мощности. Наиболее широкое распространение получили У. СВЧ д. типа нелинейной ёмкости (см. Варикап), для к-рых возможно преобразование мощности осн. частоты в мощность гармоники с кпд, близким к 1. К таким У, СВЧ д. относятся нек-рые плоскостные диоды (с определённым распределением легирующей примеси), Шоттки диоды и диоды со структурой металл — оксид — ПП (МОП-структурой). Умножение частоты в них может осуществляться в трёх раэл. режимах. В режиме   номинального   возбуждения р—п-переход находится в запертом состоянии в течение всего периода входного сигнала. Нелинейность обусловлена степенным характером зависимости барьерной ёмкости р—п-перехода С от приложенного напряжения (J: C(U)-~((fK—U) , где цн — контактная разность потенциалов, а показатель степени у определяется законом распределения примеси в плоскости р—п-перехода (у равен '/? Аля резкого р—п-перехода и /з Для плавного). Уровень преобразуемой мощности ограничен величиной пробивного напряжения У. СВЧ д. В режиме перевозбуждения р—п-переход открывается входным напряжением, приложенным к диоду в течение части периода. При этом благодаря появлению диффузионной ёмкости возрастает эффективный коэф. модуляции ёмкости и соответственно возрастает уровень преобразуемой мощности. Генерация гармоник в режиме резкого восстановления связана с резким спадом обратного тока при переключении диода из проводящего состояния в запертое. Такой вид переходной характеристики обусловлен тормозящим полем, создаваемым в базе У. СВЧ д. спец. распределением легирующей примеси, благодаря чему неосновные носители, инжектированные при положит, напряжении, локализуются вблизи р—п-перехода и почти полностью «вытягиваются» при изменении полярности внеш. сигнала. Режим номинального возбуждения используется практически во всём диапазоне СВЧ при небольших коэф. умножения (п—2—4). У. СВЧ д. с резким восстановлением применяются для эффективной генерации гармоник высокой кратности (вплоть до п = 100).
К осн. параметрам У. СВЧ д. относятся: пробивное напряжение, ёмкость перехода, предельная частота, мощность рассеяния, время жизни неосновных носителей, время выключения, показатель нелинейности у При изготовлении У. СВЧ д. с пробивными напряжениями 30—120 В (реже 200—350 В) для преобразования уровней мощности от единицы до сотен Вт в диапазоне частот 0,5—15 ГГц используется Si, на более высоких частотах — GaAs. У. СВЧ д. применяются для повышения стабильности частоты и мощности источников сантиметрового и миллиметрового диапазонов волн и создания источников мощности в диапазоне частот, где генерация с помощью транзисторов, лавинно-пролётных диодов и диодов с междолиииым переходом электронов затруднена или невозможна.