Емкость запирающего слоя. В диапазоне СВЧ на работу выпрямляющего контакта оказывает существенное влияние емкость запирающего слоя. Она включена парал; лельно нелинейному сопротивлению запирающего слоя, так что полная эквивалентная схема выпрямляющего контакта принимает вид, показанный на рис. 10.1. Паразитное действие емкости заключается в том, что протекание емкостного компонента тока через включенное последовательно сопротивление растекания приводит д рассеянию на нем части мощности сигнала.

Рис. 10.1. Эквивалентная схема выпрямляющего контакта.

Величина емкости зависит, в частности, от диаметра контакта й и концентращ™ основных носителей в приповерхностной части полупроводника п:

CYfhd (10.4)

В то же время сопротивление объема полупроводника (10.3) определяется концентрацией основных носителей в толще полупроводника:

г. (10.5)

Различие в концентрациях ris и п создается путем специальной обработки полупроводника, образующей на его поверхности тонкий высокоомный слой, так что < п. Как будет показано ниже, потеря мощности в диапазоне СВЧ характеризуется произведением согС". Из формул (10.4) и (10.5) следует, что этот фактор пропорционален dnjn. Создание обедненного слоя уменьшает его величину и улучшает параметры диодов на СВЧ. Зависимость от диаметра контакта приводит к необходимости использовать контакт малой площади, что ограничивает механическую прочность и стойкость диодов к электрическим перегрузкам, в особенности в миллиметровом диапазоне длин волн.

7» 179

Патронный тип корпуса. В длинноволновом участке СВЧ диапазона (до длины волны примерно 3 см) основным типом корпуса диода является патронный - металлокера-мический или металлостеклянный (рис. 10.2). Керамическая трубка / соединена с металлическими деталями диода с помощью резьбы. Для герметизации корпуса применяют

02,6

-9 11

Рйс. 10.2. Диод в керамическом (а) и стеклянном (б) корпусе;

/-керамическая трубка; 2 -металлические фланцы; 3 -смола, скрепляющая детали корпуса: 4 -держатель кристалла; 5 -кристалл; ff -контактная пружина: 7 -влагозащитное покрытие; в-выводы; 5-.контактная пружина; /О - стеклянная трубтса; УУ-кристалл.

эпоксидную ИЛИ кремнийорганическую смолу (5) (иногда корпус герметизируют с помощью пайки). В металлостек-лянном корпусе изолятором служит стеклянная трубка 10, через которую проходят металлические выводы 8. Для герметизации используется сварка. По сравнению с металло-керамическим корпус этого типа имеет меньшие габариты и емкость-Коаксиальный корпус. В диапазоне длин волн 1- 3 см емкость и габариты корпуса патронного типа становятся недопустимо большими, поэтому выпрямляющий контакт гонтируют в корпусе коаксиального типа (рис. 10.3).

Контактная пружина 4 соединена с внутренним проводником 2, который удерживается с помощью опорной шайбы 3, выполненной из пеностекла. Эта же шайба служит для герметизации диода со стороны входа СВЧ энергии. С другой стороны диод герметизируют с помощью смол или мягких припоев.

Рис, 10.3. Коаксиальная конструкция диода:

/ - наружный проводник; 2 -внутренний проводник; 3 - опорная шайба; 4 - контактная пружина; 5 -кристалл; Л-держатель кристалла; 7 -влагозащитное покрытие; в -крышка.

Волноводный корпус. В диапазоне субмиллиметровых и миллиметровых волн требуется коаксиальный корпус очень малого размера, который трудно вьшолнить в виде отдельной конструкции. В этом случае отрезок коаксиальной линии монтируют в одном блоке с коаксиально-волноводным переходом, образуя таким образом полноводную конструкцию корпуса. В некоторых диодах этого типа выпрямляющий контакт размещен непосредственно в волноводе. Волноводное окно защищают с помощью слюдяной прокладки.

10.2. ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДЕТЕКТОРНЫХ ДИОДОВ

Простейшая эквивалентная схема детектора показана на рис: 10.4. Детектор изображен в виде четырехполюсника, на вход которого подается переменное напряжение сигнала, а выход является генератором постоянного напряжения.