第四章微波混频器和检波器.pdf

第四章 微波混频器和检波器微波混频器和检波器 主要内容  肖特基势垒二极管和检波二极管  微波混频器工作原理微波混频器工作原理  微波混频器的基本电路  镜像回收混频器  毫米波混频及谐波混频毫米波混频及谐波混频  微波集成检波器 §4.1 引 言  混频器 （1）利用非线性或时变元件来达到频率变换的目的； （2 ）基本上采用肖特基势垒二极管做变频元件； （3 ）是微波集成电路接收系统中必不可少的部件；  检波检波器 （1）利用固态器件的非线性来产生直流或低频电流及电 压，用以检测微波功率； （2 ）采用PN管或肖特基势垒二极管做检波元件； （3 ）是微波指示设备中最常用的部件 §§44.22 肖特基势垒二极管和检波二级管肖特基势垒二极管和检波二级管  肖特基势垒二极管——金属-半导体结 金属电极金属电极 金属触丝 肖特基结 N 外延层 势垒金属 点接触结 SiO2 N+衬底 N 外延层 N+衬底 欧姆接触金属 欧姆接触金属 (a)(a)点接触型点接触型 (b)(b)面接触型面接触型 （（面结合型面结合型）） 肖特基势垒二极管管芯结构 肖特基势垒二极管肖特基势垒二极管  基本工作原理： （1）处于不同能级状态的电子如果获得足够的能量（ EFF ,,费米能级费米能级），就会脱离原子核的束缚就会脱离原子核的束缚，逸出并形成热逸出并形成热 电子发射； （2 ） N型半导体的E E ，E 统一的结果，使M-S FsFs FMFM FF 交界处的能带发生弯曲，意味着电子位能由N区向金属区 逐渐升高，从而形成一个势垒，阻挡电子从半导体流向金 属属。该势垒高度就是半导体和金属的相对差值该势垒高度就是半导体和金属的相对差值 e E E s FS FM 肖特基势垒二极管  外加电压作用下的单向导电特性 ++ ++ ++ ++ M + S M + + + S + + + + V I V I +   + （a ）加正偏置——导通 (b) 加反偏置——近似截止 M-S结在外加电压作用下的情况 肖特基势垒二极管的基本物理结构是M-S结，其主要物理过程以多数载流 子的运动为基础，因此被称为“多子器件”。 多子器件——MOSFET ，肖特基二极管，多数载流子其作用，电流能力小，开关速度快； 少子器件少子器件——双极型器件双极型器件，，如如BJTBJT，，PiNPiN二极管二极管，，电流能力大电流能力大，，开关速度相对较低