二极管在射频微波领域中的应用

在射频微波频段，很多器件，都可以用二极管来实现。

比如说射频开关；

比如说可调衰减器；

比如说限幅器；

比如说移相器；

比如说VCO；

比如说可调滤波器；

比如说检波器；

比如说混频器。

PIN二极管

PIN二极管主要有三部分组成：(1) 重掺杂的阳极(P层) (2) 重掺杂的阴极(N 层) (3)以及两层之间的未掺杂的本征层(I层)。

正偏的情况下，在P极和N极形成的载流子，进入本征层，使得RF阻抗减小。

反偏的情况下，所有的载流子从I极离开，从而使得RF阻抗增高。

RF阻抗随着直流或者低频偏置发生变化的特性，使得二极管可以用在RF开关电路。

在这种应用中，PIN管要么是正偏，要么是反偏。

或者应用在RF衰减电路中。

在这种情况下，给PIN管提供一个连续变化的偏置，使得PIN二极管的RF电阻连续变化。

PIN二极管的一些应用如下：

接收机保护限幅二极管(Receiver Protection Limiter Diodes)

限幅二极管，也是PIN管的一种。但是其基极宽度，受到严格的控制。

PIN限幅二极管，其电阻受输入功率控制。

在限幅电路中，当输入信号很小时，限幅二极管的阻抗最大，此时限幅器的损耗最小。

当输入信号增大时，限幅二极管的阻抗开始变小，此时产生阻抗失配，限幅电路将大多数输入信号反射回其输入源，从而达到限幅的作用。

二极管阻抗开始降低时对应的输入功率电平，主要由二极管的本征层决定。

本征层越薄，开启门限越低。

限幅二极管的一些应用如下：

变容管

变容二极管是PN结二极管。在二极管结处形成的耗尽区，近似于理想的绝缘体，它将高掺杂的阳极层和阴极层分开，从而形成平板电容器。

变容管是工作在反偏状态，反偏电压的大小，能够控制耗尽区的厚度，从而使得结电容发生变化。

阴极层的掺杂分布，可以通过设计，使得变容管具有不同的电容与反向偏置电压的变化关系。

比如，突变结二极管(abrupt junction)，在其整个厚度上，具有均匀的掺杂浓度，电容相对于偏置电压的变化较大。

再比如，超突变结二极管，其阴极掺杂浓度，在几微米的深度上，会改变几个数量级。这种非均匀分布的设计，使得电容相对于偏置电压的变化更大。

变容管的一些应用如下：

肖特基二极管(Schottky Diode)

肖特基结，是通过在n型掺杂硅或p型掺杂硅上沉积特定金属而形成的。二极管的特性由沉积在半导体材料上的金属类型以及半导体层中掺杂剂类型等参数决定的。

肖特基二极管的应用如下：

审核编辑：汤梓红