Высокочастотные диоды предназначены для преобразования переменного электрического тока в однонаправленный в радиочастотном диапазоне сигналов.
Сверхвысокочастотные диоды обеспечивают электропреобразование в гигагерцовом диапазоне частот.
Условное графическое обозначение ВЧ и СВЧ диодов соответствует стандартному УГО диода.
Наличие барьерной емкости p-n перехода обуславливает возникновение обратной электропроводности, интенсивность которой определяется произведением величины барьерной емкости на частоту сигнала. Рост результирующего обратного тока нарушает вентильные свойства ВАХ и приводит к нарушению основных эксплуатационных функций диода.
Основная технологическая проблема производства таких диодов связана с уменьшением их барьерной емкости, для чего используются точечная или микросплавная технологии производства.
При формировании точечного p-n перехода через точечный контакт острия металлической пружины с полупроводником основной массы кристалла n типа пропускают в течение долей секунды импульс тока сравнительно большой мощности. При этом в микрообъеме под острием изменяется тип электропроводности благодаря диффузии примеси из острия пружины в полупроводник. На границе раздела p и n областей образуется полусферический p-n переход.
Микросплавный переход получается в результате вплавления на малую глубину слоя металла или сплава, предварительно нанесенного на поверхность полупроводника. По сравнению с точечными микросплавные диоды обладают большими допустимыми характеристиками при обратном включении.
Прямая ветвь вольт-амперной характеристики высокочастотного диода не отличается от соответствующей ветви выпрямительного диода. Однако в обратной ветви характеристики вследствие малой площади p-n перехода участок насыщения практически отсутствует, и обратный ток с ростом напряжения равномерно возрастает за счет токов утечки и термогенерации.
Основным паразитным параметром высокочастотных диодов является статическая емкость между внешними выводами. Ее значение определяется барьерной емкостью p-n перехода. Чем меньше емкость, тем шире диапазон рабочих частот. Обычно значение этой емкости составляет менее 1пФ.
По частотным свойствам высокочастотные диоды подразделяют на две группы:
- fmax < 300МГц;
- 300МГц < fmax < 1000МГц.
На более высоких частотах используются сверхвысокочастотные (СВЧ) диоды. Для реализации выпрямляющей функции на таких частотах СВЧ диоды строятся по точечной технологии из высоколегированных полупроводниковых материалов, что позволяет реализовать радиус диффузии примесей 0.5…0.8 мкм и получить емкость перехода 0.5…1.5 пФ. Поскольку эти приборы изготавливаются из высоколегированных материалов, они имеют низкие допустимые значения обратных напряжений и склонны к электростатическому пробою. Для работы с такими приборами используют заземление, приборы помещаются в тары-контейнеры, а прикосновение к ним руками не допускается.
Основными параметрами высокочастотных и сверхвысокочастотных диодов, помимо эксплуатационных параметров выпрямительного диода, являются:
- емкость диода CД;
- максимальное частота преобразуемого сигнала f max.