微波电子线路西安电子科技大学

2肖特基势垒二极管的构造原理及特性微波混频器是任何种类微波接收机的最主要部件之一。不仅因为它是必不可少的，更主要原因是它处于整个接收机的前端位置、其性能好坏，对整个系统影响极大。其基本作用是把微波频率信号变换成中频信号，中频信号的调制解调方便，滤波器相对滚降高。要求混频器失真小、损耗小、噪声低、灵敏度高。目前，混频器中的非线性元件主要是肖特基势垒二极管。混频器性能由管子性能和电路设计，工艺水平共同决定。本章首先介绍混频器的核心器件—肖特基势垒二极管。常见半导体材料的特性参数T=25℃，N=10cm-3练参数棕Ga认As差Si良Ge苦Ga沃As粗2膨DE滨G颠电子魔迁移皮率(古cm西2丈/V选s)坛空穴干迁移揪率(捆cm束2披/V什s)行饱和部迁移尼速度卫(c傍m/哈s)址带隙蔬(e疤V)忆雪崩福电场郑(V海/c顺m)误理论脱最大冶温度升(婶℃足)签实际为最大鼓温度蜻(欧℃探)碰热导签率1星50仆℃都时,订25宽℃妖时(捆W/仅cm充℃痒)寺50册00室33毯0宗×饿10暂7乎1.铜42完4.异2捞×赏10歌5荣50仅0达17差5枕0.终30随户0.仰45数凉13障00翻43论0盟0.煮7门×若10欧7米1.朵12沉3.怒8虫×族10钳5刺27挂0筝20悲0晕1.债00尸的1.星40肥塞38丹00衔18耽00浆0.省6据×或10程7隶0政.6吗6械2.井3誉×绸10制5它10云0帮75鸽0.钳40晋0欣.6笛0膛80犁00佛3细×横10借7记0.应30渠的0.庄45肖特基势垒二极管的组成及工作原理——管子内部的半导体机理1构造：以重掺杂（）的为衬底、厚度为几十，外延生长零点几厚的N型本征本导体作为工作层，在其上面再形成零点几的二氧化硅绝缘层，光刻并腐蚀直径为零点几或几十的小洞，再用金属点接触或淀积一层金属和N型半导体形成金属半导体结，在该点上镀金形成正极，给另一面层镀金形成负极，即可完成管芯。将管芯封装于陶瓷管内为传统形式，集成电路中可不用管壳高频二极管基本结构金属1.1μm氧化层1.2μ金属1.1μm氧化层1.2μmN外延层0.5μmN＋衬底层6mils2工作原理肖特基势垒二极管工作的关键区域是金属和N型半导体结形成的肖特基势垒区域，是金属和N型半导体形成的肖特基势垒结区域。昏漂移共电流油,宁扩散陷电流沃肖特壤基势创垒结秀的形他成扎：在摔金属辜和N晒型半路导体谷中都舰存在跨导电茶载流语子念—猴电子晨。它禽们的姜能级画（栽）不奇同，弄逸出喝功也纹不同蚀。当驱金属灰和N燕型厚半导器体相刻结时四，电柜子流学从半遭导体靠一侧姻向金闲属一谈侧扩钉散，危同时撑也存打在金毯属中透的少厘数能凶量大营的电袄子跳再跃到永半导臭体中等，称躬为热波电子付。赤显然兼，扩鸡散运桐动占冈据明煮显优脾势，茄于是经界面怎上金慕属中夏形成归电子佳堆积渴，在膏半导吊体中年出现许带正逮电的社耗尽飞层。墨在界番面上腿形成肌由半添导体沃指向驱金属渴的内耻建电呜场，小它是耀阻止苹电子胁向金贡属一堡侧扩泪散的凯，而常对热呢电子痛发射都则没灿有影漫响。酬随着没扩散诚过程衬的继柄续，狐内建暖电场诚增强叫，扩说散运见动削差弱。闹于是赵在某灰一耗迷尽层梢厚度你下，打扩散妇和热炸电子凳发射害处于别平衡肯状态啊。宏冠观上击耗尽负层稳命定，素两边爆的电欧子数穷也稳秩定。嗓界面筛上就寸形成句一个旅对半带导体染一侧寨电子臂的稳凉定高顽度势建垒樱，参N跪半导添体的变参杂赶浓度脑，杆厚度思存在会于金杜属肃—院半导冈体界抱面由醉扩散支运动恰形成绣的势们垒成舒为肖变特基班势垒炕，耗挂尽层浸和电高子堆道积区颈域成居为金蛮属咳—裁半导乓体结恭。饺能带炊结构场,脊在室老温下盯，硅艳的禁堤带宽碎度E瓣g约岛为1泡.笋1捉2俊eV锄。装锗的吧能带见结构掘与硅忌类似秘，禁辛带宽斩度在内室温冠下约均为0缸.6京6味eV侍。核半导晚体材揉料的坛禁带辞越宽督，洗其耐而高温缘、耐树腐蚀吐、耐聚辐射啊等特哨性越蓝好,乞宽禁陆带器增件是旋微波怠半导都体的被一个匠重要护发展彩方向观硼甲姐挥磷录E邀F锻为般费米钩能级依，它纹并不译是一伍个能病为电所子所示占据晚的锯“筛真实煮”遍能级层，拥而是钉反映禽了砌电子只填充柿能带码的水羽平鲜由于歼＞姑，辉费米箩能级盏将升屑高丰，接核近导肉带卸,斤厚于徐＜月，影费米作能级鼓将降务低遣，接护近于盲价带司图中爸把电脉子在渔真空撇中的护静止江状态臣表示泰为真扭空能携级，件用背和闯分别屋表示厌金属戚和半弊导体睁的费宋米能圈级，上用屿和板分别晃表示号金属渴和半勤导体狱的逸穗出功如，用指表示屯半导屈体导仇带底讨与真派空能做级的甜能量然差堤，又过称为怀电子跳亲和天能双。瞎2）墓单向架导电卷原理叉：如辉果给考金属虹—衬半导间体结脚加上掠偏压威，则嫂根据炉偏压振方向序不同滴、其垂导电芹特性辫也不份同。恳零偏金：保居持前默述势翅垒状龄态院正偏胃：金张属一屋侧接粮正极塔，半就导体携一侧朵接负秤极价外加慨电场关与内码建电畜场方慢向相您反，权内建火电厂独被削箭弱，冤耗尽此层变思薄，该肖特杂基势杯垒高甲度降捡低，陡使扩但散运歼动增阅强，壮半导碌体一股侧的靠电子鹊大量贼的源难源不辉断的煌流向源金属奖一侧狗造成症与偏幼压方巡向一吧致的馋电流让，金彩属半幼导体主结呈蛇正向圈导电弃特性俩，且企外加爽电压候越大董，导糖电性瑞越好婶：号樱县蜂反偏枯：金洞属一谣侧接痰负极浑，半纷导体瓜一侧凳接正藏极弹外加踏电场巷与内喝建电涛场方宣向一押致、回耗尽亭层变旬厚、笋扩散拍趋势晨削弱团、热停电子碌发射串占优臭势，否但这眨部分显电子著数量伪很少宰，不争会是忆发射参电流猾增大邮。在谱反偏记电压且的规忽定范甩围内种，眠只有已很小旧的反铺向电鞭流。养在反淋偏情马况下夹，肖胃特基射势垒弃呈大旗电阻苏特性侨。反境偏电折压过撒大时龄，则伞导致呜反向架击穿残。蛾肖特吃基势阔垒具闯有单窑向导凤电特肝性，苦与P嘴N结策类似按但只芽有电剑子运浅动，朽反应劈灵活训，使碎用频蚂率高轧。

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