点接触型二极管结构原理、电路图及应用特点

1930年二战期间，点接触型二极管被使用。目前，这些二极管通常在3到30GHz的范围内使用。点接触型二极管是旧的微波半导体器件，用于微波接收器，也用作检测器和接收器混频器。

与PN结二极管不同，点接触型二极管主要取决于半导体晶体与点之间的接触压力来运行。在本文中，小编简单介绍点接触型二极管结构原理、电路图及应用特点等基本知识内容。

符号和结构

可以通过将金属基导线穿过N型半导体以形成小的接触区域来形成的二极管称之为点接触二极管。金属通常是银。金属的一端被抛光以产生锋利的尖端，与半导体材料接触。由此产生的结构在形状上类似于倒金字塔，因此得名“点接触”。

点接触型二极管是更为广泛使用的二极管，因为它的结电容非常小，因此开关速度快，其符号如下图所示：

此外，点接触型二极管由N型半导体的衬底接触以晶体管触须线（cat whisker）或磷青铜线构成。在这种类型的二极管结构中，使用的半导体要么是Ge，要么是Si，不过Ge被广泛使用，因为它具有高载流子迁移率。

如上图所示，半导体基板的长度约为1.25mm^2，宽度为0.5毫米厚。此处，半导体衬底的一部分通过射频加热方法通过焊接与金属基底连接。晶体管触须线的横截面区域连接到N型半导体，但是衬底相连接到晶体管触须线必须反转到该金属接触阶段。在这里，阳极和阴极端子都通过金属触点简单连接。

工作原理及电路图

点接触型二极管电路的工作原理是，每当该二极管以正向偏置连接时，二极管内产生的电流就可以通过晶体管触须线提供，然后该导线被加热。由于这种加热，线材会发生变形。因此，特意为大电流下的导线膨胀留了一点空隙，其电路如下图所示：

一旦电线被加热，整个电线的触点内的半导体也会被加热。正因为如此，它会熔化并且来自晶体管触须线的原子被提供给半导体晶体。因此，晶体管触须线就像P型半导体一样工作。结果，可以形成PN结，但结的区域非常小，称为尖结。由于结的尺寸小，二极管的结无法清楚地观察到。整个装置布置在陶瓷或玻璃外壳内。此外，N型半导体和晶体管触须线的支撑装置为二极管提供机械动力。

在点接触型二极管中，结电容和扩散电容都非常小，范围为0.1 – 1pF，因为N型衬底和导线之间的接触区域非常小，因此结附近的电荷载流子密度非常低。

点接触型二极管与热载流子二极管的区别

点接触二极管型和热载流子二极管之间的主要区别包括以下几点内容：

VI特性

点接触型二极管VI特性如下图所示：

• 点接触二极管的特性几乎与PN结二极管相似，但它们高度依赖于温度。
• 上图显示了点接触型二极管在25°C和60°C等不同温度下的VI特性。
• 该二极管还具有雪崩击穿电压。

优缺点

点接触型二极管的优点包括以下几点内容：

• 非常适合基于低信号的应用。
• 具有极低的结电容。
• 在微波混频器和检测器中广泛使用。
• 具有极低的正向电阻。
• 具有极低的反向电阻。

点接触二极管的缺点包括以下几点内容：

• 会产生高电气噪声。
• VI特性不会保持不变。
• 具有低击穿电压。
• 不能承受非常高的功率。
• 可靠性不如传统二极管。
• 非常脆弱，因此在整个搬运过程中必须避免振动和冲击。
• 无法抵抗极高的力量。

主要应用

点接触型二极管的主要应用包括以下几个方面内容：

• 主要用于无线电接收机中作为调幅检波器和电视接收机中作为视频检波器。
• 适用于高频电路（10GHZ或以上）。
• 用于不同的电路，如微波频率、脉冲和频率转换。
• 用于射频信号检测的整流元件。

总结

以上就是关于点接触型二极管结构原理、电路图及应用特点等相关内容介绍。不难发现，在该二极管中，在N型半导体晶体和金属线之间形成了一个小点结。当形成非常小的结时，二极管的结电容非常低。因此，电荷存储容量非常低，这使其成为一种非常快速的开关器件。