Диоды СВЧ-диапазона длин волн появились в период развития радиолокационной техники и освоения диапазона коротких волн. К диапазону СВЧ обычно относят область частот от 300 МГц до 300 ГГц, т.е. дециметровые, сантиметровые и миллиметровые длины волн.
Современные СВЧ-диоды изготавливают на основе структур с р-п-переходом, с переходом металл-полупроводник (диоды Шотки), со структурой типа р-i-п. Выпрямляющий переход может быть как точечным, так и плоскостным, полученным методом диффузии, эпитаксии, ионного легирования или микросплавления. Широкое применение в технике высоких и сверхвысоких частот находят диоды Шотки, выпрямительные свойства которых определяются переходом металл – полупроводник.
Особенностями диодов Шотки является следующее:
· ток переносится основными носителями заряда, и отсутствует инжекция неосновных носителей заряда;
· отсутствует диффузионная емкость, связанная с процессами накопления и рассасывания неосновных носителей заряда, что существенно повышает быстродействие диодов при переключении тока;
· прямое падение напряжения меньше, чем в обычных диодах с р-п-переходом.
Типичными для диодов Шотки являются прямые напряжения 0,4 – 0,5 В, что примерно на 0,2 В меньше, чем у кремниевых р-п-переходов. Диоды Шотки обладают почти идеальной прямой ветвью ВАХ, которая соответствует выражению (1.15) в очень широком диапазоне токов. Обратные токи диодов Шотки близки к реальным обратным токам кремниевых р-п-переходов и определяются термогенерацией носителей заряда в запирающем слое.
Для получения качественных барьеров Шотки используется вакуумное напыление металлов (молибдена, золота, алюминия и др.) на тщательно очищенную поверхность высокоомного кремния. Перечисленные преимущества диодов Шотки делают их весьма перспективными для применения в импульсных устройствах и устройствах СВЧ.
Статические характеристики СВЧ-диодов практически не отличаются от характеристик обычных диодов. Для обратной ветви характерно низкое напряжение пробоя.
По назначению и области применения СВЧ-диоды можно разделить на следующие типы: детекторные, переключательные, смесительные, умножительные, модуляторные, ограничительные и регулируемые резистивные.
Детекторные СВЧ-диоды предназначены для детектирования сигнала, т.е. выпрямления радиоимпульсов СВЧ колебаний. Полезный эффект детектирования определяется чувствительностью по току или напряжению.
Чувствительность по току – это отношение выпрямленного тока короткого замыкания к поданной на диод СВЧ мощности.
Чувствительность по напряжению – отношение приращения напряжения на выходе диода к вызвавшей это приращение мощности СВЧ-сигнала, подводимой ко входу диодной камеры с детекторным диодом в рабочем режиме.
Переключательные диоды, предназначаются для применения в устройствах управления уровнем СВЧ-мощности. Наибольшее распространение получили переключательные диоды с плоскостным р-п-переходом, полученным диффузией. Разновидностью переключательных диодов являются ограничительные полупроводниковые диоды с лавинным пробоем, предназначенные для ограничения импульсов напряжения, в которых используется зависимость сопротивления переменному току диода от СВЧ-мощности. Переключательные диоды с р-i-n-структурой называют регулируемыми ре
зистивными диодами. Их изготавливают из кремния. Малые емкость и индуктивность р-i-n-структуры при таком включении обеспечивают широкую полосу рабочих частот.
Скорость переключения СВЧ-каналов с помощью переключательного диода определяется временем выключения диода, т.е. временем, за которое напряжение на диоде при переключении из открытого состояния в закрытое нарастает от 0,2 до 0,8 максимального напряжения. Время выключения определяется процессами накопления и рассасывания носителей заряда.
Смесительным называют полупроводниковый диод, предназначенный для преобразования высокочастотных сигналов в сигнал промежуточной частоты. Это преобразование используют в особо чувствительных радиолокационных приемниках, где высокочастотный сигнал и напряжение гетеродина с помощью смесительного диода преобразуют до сигнал
а более низкой, так называемой промежуточной частоты, что облегчает задачу детектирования огибающей сигнала.
Основными параметрами смесительных диодов являются:
· потери преобразования (L);
· коэффициент шума (
);
· выпрямленный ток (
) при заданном уровне мощности.
Потери преобразования, выраженные в децибелах, равны:
,
где 
– мощность СВЧ-сигнала, подаваемого на смеситель;
– мощность сигнала промежуточной частоты.
Значение выпрямленного тока определяет выпрямляющие свойства СВЧ-диода на рабочей частоте и характеризует потери преобразования. Чем больше 
, тем меньше потери преобразования.
Умножительные диоды предназначены для умножения частоты, а модуляторные – для модуляции амплитуды переменного тока.
Отличительной особенностью СВЧ-диодов является их конструктивное оформление. Корпус диода СВЧ-диапазона проектируется таким образом, чтобы он имел минимальные собственную емкость и индуктивность, обеспечивал надежное крепление прибора (рис. 3.6).
Корпус патронного типа, металлокерамический (рис. 3.6, а) или металлостеклянный, используется в длинноволновом участке СВЧ-диапазона. Основными узлами этой конструкции являются керамическая втулка с резьбой 3 и соединяемые с ней резьбовая втулка 1 и иглодержатель 6. Контактная пружинка 5 с заостренным концом изготовлена из вольфрамовой проволоки. Полупроводниковый кристалл 4 напаян на кристаллодержатель 2.
В коротковолновой части СВЧ-диапазона используют другие конструкции. Для конструкции коаксиального типа характерно отсутствие выступающих деталей корпуса. Для сборки и настройки прибора в баллон ввинчивается резьбовой кристаллодержатель с полупроводниковым кристаллом. В конструкции волноводного типа кристалл полупроводника и контактную пружину монтируют непосредственно в отрезке волновода.
