Здравствуйте, товарищи!

Подскажите, пожалуйста, как изменяется ВАХ диода с повышением частоты при наличии постоянного прямого смещения? Чем определяются эти изменения?
Какие лучше диоды выбрать, если хочется, чтобы "мгновенная ВАХ" (соотношение мгновенных значений напряжения и тока) в таком режиме не сильно менялась для широкополосного входного сигнала в пределах DC-500 МГц?

Моих отрывочных знаний хватает, чтобы предположить, что у прямосмещённого диода не должно быть проблем с ВЧ вплоть до проявления эффектов подвижности носителей или чего-то в этом роде, а то и дальше. А это (интуитивно) будут частоты уже ощутимо выше 500 МГц. Но уверенности, конечно, нет.


PS Бонусом был бы очень рад какой-нибудь книжке по поведению полупроводников на высоких частотах, как можно ближе к практике. Чтобы были не только зонные диаграммы и вывод развесистых формул (что тоже полезно), но и практические следствия всего этого и примеры использования эффектов или борьбы с ними.

PPS Аналоговые ВЧ для меня тема довольно новая. На данный момент хочется сконструировать что-то вроде логарифмического усилителя или компрессора для сигнала "а-ля осциллограф" (то есть большее значение имеет time-domain представление сигнала, а не частотное) с полосой DC-500 МГц. Ну или разобраться, почему это невозможно или непрактично, если вдруг окажется так.

Поясните термин "ВАХ при наличии постоянного прямого смещения". Если смещение постоянно, традиционная ВАХ не выстроится.
Термин "мгновенная ВАХ" тоже непонятен.

Традиционная ВАХ не нужна, что бы это ни значило ) Нужна "какая-нибудь нелинейная" По возможности, не зависящая от входной частоты.

Попробую перефразировать. Входной сигнал подаётся на диод, скажем, в виде тока. Этот ток меняется во времени, и довольно быстро, но не меняет своего знака, таким образом диод всегда работает в режиме "прямого смещения". Это обеспечивает отсутствие накопления заряда на p-n переходе. Падение напряжения на диоде считаем выходным сигналом.
У этой системы есть передаточная характеристика - зависимость выходного напряжения от входного тока.

Можно ли утверждать, что эта характеристика не зависит от скорости изменения входного сигнала? До каких скоростей изменения (частот) это утверждение верно?
Паразитная ёмкость в таком режиме получается около ноля. Индуктивностью выводов тоже пока пренебрежём для ясности. Остаются ли какие-то ещё факторы, которые делают эту систему частотно-зависимой? Подвижность носителей заряда, ещё что-то? Или больше ничего?

Диод обладает нелинейной емкостью.

В книгах по spice часто подробно изложено поведение реального диода и его модели в разных режимах. Страница выше взята из http://www.amazon.com/Semiconductor-Device...o/dp/0071349553

еще страницы по теме:



Сообщение отредактировал magnum16 - Nov 23 2014, 14:32

Спасибо за зацепку!
Как минимум, до меня дошло, что при прямом смещении ёмкость не пропадает полностью, а убывает постепенно, что логично.
На этих страницах описана практически только ёмкость при обратном смещении диода. Не знаю, есть ли там для прямого, книгу целиком добыть не удалось ни вгугляя, ни в закромах. Зато отлично нагуглилась книжка, на которую они ссылаются

Тут что-то есть про прямое (и для обратного смещения тоже более развёрнуто). Пока читаю.

Кгм, лучше тогда почитать по-русски.
http://jstonline.narod.ru/eltehonline/elte...elteh_a0b0d.htm
и
http://foez.narod.ru/n3.htm

Окей, тут получается, что растёт. А в приведённых ранее английских текстах отчётливо виден спад "самого достоверного" пунктирного графика после фи-ноль.
Кому верить? Я уже окончательно запутался.

И как хотя бы по порядку величины определить ёмкость реальных диодов при прямом смещении, если в датащитах она всегда нарисована только для обратного?
У диодов Шоттки она вроде бы должна быть меньше? Или не должна?

Как-то же диоды применяют в ВЧ и СВЧ - в качестве детекторов, смесителей - как там оценивают ёмкость? Или там не прямое смещение? в каком они там вообще режиме работают?

Спасите мой мозг, товарищи!..

Мне тоже было всегда интересно как измеряют ёмкость диода Шоттки в прямом направлении...

Примерно так же, как и в обратном. Отдельно подают смещение, а через емкость синус небольшой амплитуды. Измеряют ток и вычисляют емкость. Сложности могут быть с нагревом диода, тогда измеряют в импульсном режиме.

upd: прикрепил статью Capacitance measurements of p-n junctions: depletion layer and diffusion capacitance
contributions
 10.0000_iopscience.iop.org_0143_0807_14_2_009.pdf ( 240.63 килобайт ) Кол-во скачиваний: 349



Сообщение отредактировал magnum16 - Nov 24 2014, 14:07

Насколько позволяют мне остаточные знания, есть понятие барьерной и диффузионной емкости. Барьерная - при обратном смещении, диффузионная - при прямом. Причем, диффузионная во много раз больше барьерной, но при этом шунтирована низким сопротивлением прямосмещенного перехода. Барьерная используется иногда даже в качестве "полезной" - в варикапах. А вот от диффузионной толку никакого. Она-то как раз, наверное, с подвижностью носителей и связана, т. к. обусловлена их рассасыванием.

Таких факторов достаточно много (плотность тока, концентрация примесей и тип носителей заряда и т.п.), но их влияние проявляется только в определённых условиях.

Сообщение отредактировал SNGNL - Nov 25 2014, 18:12

Излом диффузионной и барьерной емкостей - основной фактор работы умножителей в режиме с частичным отпиранием - имеющих максимальный КПД на сантиметрах. Всех этих ДНЗ типа 2А604х, 2А609х и т.д. Их очень хорошо умели использовать специалисты какого-то института в Горьком. Салют, кажись кликался. Децимальники на "тг" маленькими.

Ledum, я давно хотел вас спросить. Вот по НЧ - схемотехнике есть хорошая книжка - Хоровиц с Хиллом. А по ВЧ - схемотехнике есть нечто подобное ? Не СВЧ, а просто ВЧ, примерно до 1 ГГц. Можно на английском ...

Трудно сказать. Так получилось, что я сразу попал со 155ЛА3 и усилителя Решетнякова аля Квод 405 на частоты выше 9ГГц и до 16ГГц. А вниз опускаться было проще. Начинал с Бова Н.Т. Ефремов Ю.Г. Конин В.В. Микроэлектронные устройства СВЧ (1984), Очень доходчиво потом было все описано в Веселов Г.И. Микроэлектронные устройства СВЧ (1988). Но это таки СВЧ, не ВЧ. В этой области большую роль играет общение с опытным народом - мне повезло - Исток (фрязинцам отдельное огромное спасибо), Салют, ВНИИРА, ЛНИИРТИ, казанцы по самым разным Паролям, челябинцы по системам посадки. И изучение чужих наработок. Особенно когда за плечами нет радиотехнического образования от слова совсем.

Сообщение отредактировал ledum - Nov 25 2014, 21:31

Ну, может быть... Я пишу, что знания остаточные и начальные вузовские. А "Салют", кстати, диоды сам и делал еще.