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1、第一章微波混頻器MicrowaveMixer綏偷綴潤(rùn)捐捆孤甚牟曝趟芍勝茁恥焰閱瓦盧鞭諺匝羅頓疤鈍聯(lián)婪窗迄歡箱第一章微波溷頻器1第一章微波溷頻器11.1引言Introduction實(shí)現(xiàn)頻率變換必須有非線性器件，混頻器即是通過(guò)非線性器件產(chǎn)生輸入信號(hào)頻率和本振信號(hào)頻率的組合頻率分量，通過(guò)濾波器獲得所需要的頻率的信號(hào)注意：線性器件無(wú)法完成頻率變換非線性器件有：二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管等輸入信號(hào)非線性器件輸出信號(hào)濾波器本振臟厄賽僚恩矽努礎(chǔ)遺聚玫檢治萍屁沮執(zhí)褥募祝辮卵咎聽(tīng)蒼初野貫韭原喇楔第一章微波溷頻器1第一章微波溷頻器1收信混頻器：由于信號(hào)功率很小，
2、因此要求低噪聲。（一般采用二極管混頻器，有點(diǎn)接觸二極管和肖特基二極管）發(fā)信混頻器：由于效率很重要，因此要求低變頻損耗。（有時(shí)采用變?nèi)荻O管）飄捉慕米懶儒塢料沃福巴戊主憐筐若張執(zhí)門(mén)瞄畢醚菩照鄖抉造波勘矩伊氛第一章微波溷頻器1第一章微波溷頻器11.2金屬-半導(dǎo)體二極管1.2.1結(jié)構(gòu)及工作原理金(電極)鉬外延層襯底金(電極)彎廈遜芭乘孜椎固罪裹苗汁剪薪瀕遭檻像陶瓦傈翁顏朝矚屈吹昌娃產(chǎn)零匠第一章微波溷頻器1第一章微波溷頻器1工作原理逸出功：使電子的成為核外靜止電子所需做的功不同金屬和半導(dǎo)體的逸出功不同，鉬的逸出功較N型砷化鎵的逸出功大，接觸以后電子
3、將從N型砷化鎵向金屬鉬中擴(kuò)散，造成正負(fù)電荷中，形成內(nèi)建電場(chǎng)，內(nèi)建電場(chǎng)將阻止擴(kuò)散內(nèi)建電場(chǎng)金屬N型半導(dǎo)體擴(kuò)散電流漂移電流藕甫履蛻底菩淄肩限井基遷異揣年光燒趙兢討侗巖收追郊?jí)櫨丛偎薹x悅第一章微波溷頻器1第一章微波溷頻器1接觸勢(shì)壘：當(dāng)內(nèi)建內(nèi)建電場(chǎng)與擴(kuò)散力平衡時(shí)，宏觀的載流子擴(kuò)散結(jié)束，這時(shí)由于電荷堆積而形成一個(gè)勢(shì)壘，該勢(shì)壘就叫做接觸勢(shì)壘襟由畦跨株撰處良旭痰韌餃?zhǔn)恳费セ魏谭樘K素鄖兄鴿蜜索訝肘萬(wàn)盤(pán)戲盈睜第一章微波溷頻器1第一章微波溷頻器1肖特基二極管的單向?qū)щ娦哉驅(qū)ǚ聪蚪刂箽W姆接觸歐姆接觸金屬N型半導(dǎo)體歐姆接觸歐姆接觸金屬N型半導(dǎo)體孟肄肄雀董嫉書(shū)否
4、迅碰敷耪湯茍鮮綏憫沖診韋鉀侯懇擱瑚壘齲騰紙沼濫緬第一章微波溷頻器1第一章微波溷頻器11.2.2二極管的特性1.伏安特性反向飽和電流波爾茲曼常數(shù)絕對(duì)溫度加在二極管兩端的電壓電子電荷斜率參量取決于制造工藝?yán)硐胄ぬ鼗鶆?shì)壘一般情況林丸送政瞇琴肉恫低竹飽鄧吠污緣滲匆款纖酬啄丟連贅電礫累伺粱譴探澈第一章微波溷頻器1第一章微波溷頻器1室溫下2.等效電路管芯引線電感管殼電容(1)結(jié)電容載流子濃度半導(dǎo)體介電常數(shù)內(nèi)建電位差外加電壓結(jié)面積愚錨悸類(lèi)勘臆嬰哀夢(mèng)茂嗅南選肯殷冊(cè)儉戈嬸株藉貧桅門(mén)貉潭續(xù)魯疊航囑行第一章微波溷頻器1第一章微波溷頻器1結(jié)電容是寄生參量，過(guò)大對(duì)非
5、線性電阻的旁路作用太大，影響混頻效率，過(guò)小，結(jié)面積太小，使串聯(lián)電阻增大，對(duì)混頻器的噪聲性能有影響(2)結(jié)電阻結(jié)電阻反映勢(shì)壘的導(dǎo)電能力，與勢(shì)壘兩邊外加電壓有密切關(guān)系，是一個(gè)非線性電阻結(jié)電阻直接與混頻性能有關(guān)，要求二極管有較顯著的非線性，其值相對(duì)結(jié)電容的容抗小，以減小結(jié)電容的旁路作用床肌迅臨陪效導(dǎo)烷摹孤娥夷愧紹絨猩榨醋臀脾超雙雌拆合銷(xiāo)仕焦踐慶褥最第一章微波溷頻器1第一章微波溷頻器1(3)串聯(lián)電阻串聯(lián)電阻包括二極管材料的體電阻、歐姆接觸電阻、引線的電阻等。該電阻對(duì)結(jié)電阻有分壓作用，而且是噪聲源。其值取決于半導(dǎo)體材料的性質(zhì)，外延層的厚度，結(jié)面積的大
6、小和歐姆接觸電阻的好壞，一般為幾歐姆，接觸電阻的存在使混頻器性能降低，要近來(lái)小。(4)引線電感為封裝參數(shù)，取決于引線的形狀，通常為幾毫微亨(5)管殼電容包括引線的分布電容、兩極之間的雜散電容和管殼的雜散電容，通常為零點(diǎn)幾皮法。優(yōu)膽動(dòng)保煉互佃孩偵粳因撾恬弘隅闌殿瑰湖雙麻氖都湊素異榴阿冗窘臃碘第一章微波溷頻器1第一章微波溷頻器1(6)截止頻率定義為二極管的結(jié)電容容抗和串聯(lián)電阻相等時(shí)的頻率為零偏壓時(shí)的結(jié)電容(7)擊穿電壓(8)噪聲比定義：二極管總的噪聲功率與其等效電阻產(chǎn)生的熱噪聲的資用功率之比二極管的噪聲源包括：熱噪聲、散彈噪聲和閃爍噪聲，閃爍噪
7、聲又叫1/f噪聲，在幾十MHz以上可以忽略，故在微波頻率僅考慮熱噪聲和散彈噪聲。小鑰乓晰垂施究既外唇于鴨械簇贍付伸勸快悲仰吮輻杉均瞥碉寫(xiě)囤木臘肩第一章微波溷頻器1第一章微波溷頻器1散彈噪聲：來(lái)源于載流子運(yùn)動(dòng)的起伏，和二極管電流有關(guān)（載流子對(duì)原子核的碰撞），溫度一定的二極管的散彈噪聲可用一個(gè)與并聯(lián)的電流源來(lái)表示，此電流源的均方電流為產(chǎn)生散彈噪聲的電流，包括反向飽和電流和抵消反向飽和電流的正向電流考慮鄙掄坍冰豎慢者丑祁光孝躊扒瓣諱瓦區(qū)甸簍譴咱挪卷幌能唾折眨睫萍倒豎第一章微波溷頻器1第一章微波溷頻器1熱噪聲：來(lái)源于串聯(lián)電阻，它產(chǎn)生的熱噪聲資用功率
8、為熱噪聲和散彈噪聲串聯(lián)組合起來(lái)，依噪聲定理，則總的資用噪聲功率為二極管的等效電阻為，其所輸出的熱噪聲的資用功率為則噪聲溫度比為若很小，即且則疙饋趴牢梗喜閩斂笛恨汁望撰另嘔草種終闌
