Эквивалентная схема детекторной цепи на диоде Шоттки с малой областью перехода

Для того чтобы детектор имел хорошие высокочастотные характеристики, емкость перехода должна быть как можно меньшей. Планарная эпитаксиальная конструкция (рис.21.2.13) мезоструктурной формы с малой областью перехода сводит до величины порядка 0.1 пФ при действии до 18 ГГц. Эпитаксиальный слой слегка легирован в сравнении с сильно легированной кремниевой подложкой. Оксидированный пассивационный слой изолирует эпитаксиальный слой от верхних слоев, исключая центральный, где вытравлено малое отверстие для металло-полупроводникового перехода. Выбор металла перехода критичен для производства низкого барьера [21.8]. Широкополосная характеристика получается погружением диода в компенсирующую согласующую цепь на сапфировой подложке с помощью тонкопленочных методов. Это показано в форме эквивалентной цепи на рис.21.2.14, где Ом), – компенсирующие компоненты, отражают паразитные эффекты, а диодный кристалл находится внутри штриховой линии [21.13]. Наконец, корпус сенсора должен быть тщательно сконструирован для минимизации температурных градиентов поперек диода путем размазывания тепловой однородности до обоих концов блока.

В применениях к диодным детекторам предъявляются различные наборы требований. Так, для использования диодных детекторов в скалярных анализаторах цепей (САЦ) важны следующие параметры и характеристики детекторов:

• Динамический диапазон
• Мощностная точность
• Частотный отклик
• Входной КСВн
• Тангенциальная чувствительность
• Температурная стабильность
• Диапазон квадратичного закона

Наиболее часто в САЦ используются металлически-полупроводниковые барьерные диоды Шоттки. Они имеют широкий динамический диапазон (от -55 до +15 дБм при полосе 1 кГц), низкий шум: на 15 дБ ниже диода с точечным контактом, мощностную точность дБ, широкий частотный диапазон от 0.01 до 20 ГГц, и входной КСВн 1.5. Точечно-контактные диоды менее стабильны и более ненадежны, чем диоды Шоттки, но их много меньшая емкость перехода делает их единственно подходящими детекторами на более высоких частотах вплоть до 200 ГГц.

Диодная тангенциальная чувствительность [21.14] обычно измеряется отысканием входного уровня импульса, который при детектировании показывает метку с низким шумовым контуром, как раз касательную к верхнему шумовому контуру статического уровня детектирования. Для барьерных диодов Шоттки она варьирует от -50 до -55 дБм в полосе 10 МГц

Типичный температурный отклик детектора показан на рис.21.2.15, где над диапазоном шириной 50⁰С выход меняется на 1.2 дБ при радиочастотном входе постоянной амплитуды. В температурно-компенсационной цепи сохраняется кусочно-линейная аппроксимация отклика в виде трех линейных областей, которая используется для хардверной или софтверной процедуры коррекции.