什么是混頻二極管?混頻二極管有哪些應(yīng)用?

二極管的使用十分常見，很多電子設(shè)備中都有二極管的身影。為增進(jìn)大家對(duì)二極管的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)混頻二極管予以介紹。通過本文，您將對(duì)混頻二極管、混頻二極管的應(yīng)用有所了解。如果你對(duì)二極管具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、混頻二極管

混頻二極管是一種肖特基勢(shì)壘二極管，它是利用金屬和N型半導(dǎo)體相接觸所形成的金屬——半導(dǎo)體結(jié)的原理而制成的。當(dāng)金屬與半導(dǎo)體相接觸時(shí)，它們的交界面處會(huì)形成阻礙電子通過的肖特基勢(shì)壘，即表面勢(shì)壘。為了使半導(dǎo)體中的載流子容易地越過勢(shì)壘進(jìn)入金屬，它必須采用電子逸出功(電子跑出半導(dǎo)體或金屬表面所需的能量)比金屬大得多的N型半導(dǎo)體。當(dāng)二極管加上正向偏壓時(shí)，勢(shì)壘下降，多數(shù)載流子(電子)便從半導(dǎo)體進(jìn)入金屬。

混頻二極管與一般二極管相比，由于利用多數(shù)載流子工作，沒有少數(shù)載流子儲(chǔ)存效應(yīng)，所以具有頻率高、噪聲低和反向電流小等特點(diǎn)，主要用于混頻器。使用二極管混頻方式時(shí)，在500～10，000Hz的頻率范圍內(nèi)，多采用肖特基型和點(diǎn)接觸型二極管。

二、混頻二極管的應(yīng)用

1.混頻器

混頻器一般由輸入信號(hào)回路、本機(jī)振蕩器、非線性器件和濾波網(wǎng)絡(luò)等4部分組成。這里的非線性器件本身僅實(shí)現(xiàn)頻率變換，本振信號(hào)由本機(jī)振蕩器產(chǎn)生。若非線性器件既產(chǎn)生本振信號(hào)，又實(shí)現(xiàn)頻率變換。

所謂混頻，是將兩個(gè)不同的信號(hào)(如一個(gè)有用信號(hào)和一個(gè)本機(jī)振蕩信號(hào))加到非線性器件上，取其差頻或和頻?；祛l器可根據(jù)所用非線性器件的不同分為二極管混頻器、晶體管混頻器、場(chǎng)效應(yīng)管混頻器和變?nèi)莨芑祛l器等。混頻器又可根據(jù)工作特點(diǎn)的不同，分為單管混頻器、平衡混頻器、環(huán)形混頻器、差分對(duì)混頻器和參量混頻器等。

在設(shè)計(jì)混頻器時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：

(1)要求混頻放大系數(shù)越大越好?；祛l放大系數(shù)是指混頻器的中頻輸出電壓振幅與變頻輸入信號(hào)電壓振幅之比，也稱混頻電壓增益。增大混頻放大系數(shù)是提高接收機(jī)靈敏度的一項(xiàng)有力措施。

(2)要求混頻器的中頻輸出電路有良好的選擇性，以抑制不需要的干擾頻率。

(3)為了減少混頻器的頻率失真和非線性失真以及本振頻率產(chǎn)生的各種混頻現(xiàn)象，要求混頻器工作在非線性特性不過于嚴(yán)重的區(qū)域，使之既能完成頻率變換，又能少產(chǎn)生各種形式的干擾。

(4)要求混頻器的噪聲系數(shù)越小越好，在設(shè)計(jì)混頻器時(shí)，必須按設(shè)備總噪聲系數(shù)分配給出的要求，合理地選擇線路和器件以及器件的工作點(diǎn)電流。

(5)要考慮混頻器的工作穩(wěn)定性，如本機(jī)振蕩器頻率不穩(wěn)定引起的混頻器輸出不穩(wěn)等。

(6)注意混頻器的輸入端和輸出端的連接條件，在選定電路和設(shè)計(jì)回路時(shí)，應(yīng)充分考慮如何匹配的問題。

(2)二極管混頻器

所謂二極管混頻器就是混頻器中的非線性器件采取混頻二極管的混頻器，L1C1為輸入信號(hào)回路，調(diào)諧于輸入信號(hào)頻率fS;L2C2為輸出中頻回路，調(diào)諧于中頻頻率fi。輸出中頻回路直接與混頻二極管D、信號(hào)輸入電壓μS、本振電壓μO和偏置電源EO串聯(lián)在一起，輸出中頻電壓μi全部反作用到混頻二極管上。

這種二極管混頻器具有電路簡(jiǎn)單、噪聲小和工作頻率高等特點(diǎn)，但混頻電壓增益較低。這種電路在大信號(hào)混頻中使用時(shí)，混頻二極管在開關(guān)狀態(tài)工作，它能獲得較大的動(dòng)態(tài)范圍，所以在微波電路中較廣泛地應(yīng)用。若采用單個(gè)器件組成的混頻器，其非線性和動(dòng)態(tài)范圍都不太理想。現(xiàn)在，彩電電調(diào)諧器大多采用兩個(gè)或多個(gè)器件組成的平衡混頻器和差分對(duì)混頻器等，以提高混頻器的性能。

在微波領(lǐng)域中，若將非線性器件采用兩個(gè)混頻二極管，則可構(gòu)成混頻二極管短波混頻器。

這種混頻器具有如下特性：

(1)它屬平衡電路形式，可克服單管混頻器在非線性和動(dòng)態(tài)范圍方面的不足;

(2)具有穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)，變頻增益低和無再生效應(yīng);

(3)混頻噪聲小;

(4)混頻器的動(dòng)態(tài)范圍依賴于本振電壓的大小。

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