階躍恢復(fù)二極管

階躍恢復(fù)二極管又稱Avalanche Recovery Diode（ARD）或Step Recovery Diode（SRD），是一種特殊的二極管。它具有快速的恢復(fù)時(shí)間和高頻響應(yīng)的特性，可以在微波和毫米波領(lǐng)域中被廣泛使用。

1.階躍恢復(fù)二極管工作原理

當(dāng)正向電壓施加到階躍恢復(fù)二極管上時(shí)，二極管會(huì)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。在斷開正向偏置時(shí)，二極管的漏電流并不立刻斷絕，而是通過自身固有電容和電感產(chǎn)生振蕩。這種振蕩會(huì)使得二極管中的電荷集中在PN結(jié)附近，并且隨著時(shí)間的推移逐漸產(chǎn)生雪崩效應(yīng)。當(dāng)電荷足夠多時(shí)，PN結(jié)內(nèi)部的場強(qiáng)將超過崩潰電場強(qiáng)度，從而觸發(fā)雪崩效應(yīng)，導(dǎo)致電子和空穴重新復(fù)合并形成大量的載流子，使得二極管的電流迅速下降并恢復(fù)到初始狀態(tài)。

2.階躍恢復(fù)二極管的特性

階躍恢復(fù)二極管具有如下特性：

• 快速的恢復(fù)時(shí)間：通常為幾十皮秒到幾百皮秒。
• 高功率承受能力：可以承受幾瓦特的射頻功率。
• 寬帶響應(yīng)：能夠工作在GHz到THz的頻段。
• 低失真度：由于快速的恢復(fù)時(shí)間和非線性的I-V曲線，所以能夠有效減小反向失真。

3.階躍恢復(fù)二極管的應(yīng)用

階躍恢復(fù)二極管主要用于以下領(lǐng)域：

• 脈沖發(fā)生器：可以通過二極管的快速恢復(fù)時(shí)間產(chǎn)生窄脈沖。
• 頻率合成器：利用二極管的非線性特性將信號進(jìn)行調(diào)制和分頻。
• 倍頻器：通過輸入信號的倍增產(chǎn)生倍頻輸出信號。
• 毫米波成像：通過控制階躍恢復(fù)二極管的電壓實(shí)現(xiàn)信號的調(diào)制和解調(diào)。