混频二极管是什么意思?应用场景有哪些?

发布时间:2022-09-13 18:08:06 阅读量:371

混频二极管是一种肖特基势垒二极管,它是利用金属和N型半导体相接触所形成的金属——半导体结的原理而制成的。当金属与半导体相接触时,它们的交界面处会形成阻碍电子通过的肖特基势垒,即表面势垒。为了使半导体中的载流子容易地越过势垒进入金属,它必须采用电子逸出功(电子跑出半导体或金属表面所需的能量)比金属大得多的N型半导体。当二极管加上正向偏压时,势垒下降,多数载流子(电子)便从半导体进入金属。

混频二极管与一般二极管相比,由于利用多数载流子工作,没有少数载流子储存效应,所以具有频率高、噪声低和反向电流小等特点,主要用于混频器。使用二极管混频方式时,在500~10,000Hz的频率范围内,多采用肖特基型和点接触型二极管。

混频二极管是什么意思?应用场景有哪些?

混频二极管的应用

混频器一般由输入信号回路、本机振荡器、非线性器件和滤波网络等4部分组成。这里的非线性器件本身仅实现频率变换,本振信号由本机振荡器产生。若非线性器件既产生本振信号,又实现频率变换。

所谓混频,是将两个不同的信号(如一个有用信号和一个本机振荡信号)加到非线性器件上,取其差频或和频。混频器可根据所用非线性器件的不同分为二极管混频器、晶体管混频器、场效应管混频器和变容管混频器等。混频器又可根据工作特点的不同,分为单管混频器、平衡混频器、环形混频器、差分对混频器和参量混频器等。

在设计混频器时应注意如下几点:

(1)要求混频放大系数越大越好。混频放大系数是指混频器的中频输出电压振幅与变频输入信号电压振幅之比,也称混频电压增益。增大混频放大系数是提高接收机灵敏度的一项有力措施。

(2)要求混频器的中频输出电路有良好的选择性,以抑制不需要的干扰频率。

(3)为了减少混频器的频率失真和非线性失真以及本振频率产生的各种混频现象,要求混频器工作在非线性特性不过于严重的区域,使之既能完成频率变换,又能少产生各种形式的干扰。

(4)要求混频器的噪声系数越小越好,在设计混频器时,必须按设备总噪声系数分配给出的要求,合理地选择线路和器件以及器件的工作点电流。

(5)要考虑混频器的工作稳定性,如本机振荡器频率不稳定引起的混频器输出不稳等。

(6)注意混频器的输入端和输出端的连接条件,在选定电路和设计回路时,应充分考虑如何匹配的问题。

所谓二极管混频器就是混频器中的非线性器件采取混频二极管的混频器,L1C1为输入信号回路,调谐于输入信号频率fS;L2C2为输出中频回路,调谐于中频频率fi。输出中频回路直接与混频二极管D、信号输入电压μS、本振电压μO和偏置电源EO串联在一起,输出中频电压μi全部反作用到混频二极管上。

这种二极管混频器具有电路简单、噪声小和工作频率高等特点,但混频电压增益较低。这种电路在大信号混频中使用时,混频二极管在开关状态工作,它能获得较大的动态范围,所以在微波电路中较广泛地应用。若采用单个器件组成的混频器,其非线性和动态范围都不太理想。现在,彩电电调谐器大多采用两个或多个器件组成的平衡混频器和差分对混频器等,以提高混频器的性能。

在微波领域中,若将非线性器件采用两个混频二极管,则可构成混频二极管短波混频器。

这种混频器具有如下特性:

(1)它属平衡电路形式,可克服单管混频器在非线性和动态范围方面的不足;

(2)具有稳定可靠的优点,变频增益低和无再生效应;

(3)混频噪声小;

(4)混频器的动态范围依赖于本振电压的大小。

相信通过阅读上面的内容,大家对混频二极管有了初步的了解,同时也希望大家在学习过程中,做好总结,这样才能不断提升自己的专业水平。

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