反向二極體（Backward diode）是隧道二極體的變種，是一個峰流很小的隧道二極體。在正向低電壓作用區域，隧道電流I很小，因此，實際上它和普通二極體的正向特性相似，但在反向電壓作用下，它的電流迅速增加，而且它的溫度特性十分穩定。
由於反向二極體的這一特性，它常用於小訊號（如200mV）整流，因為200mV的訊號利用普通二極體整流是比較困難的。就因為它具有好的反向特性，所以叫它為反向二極體。
基本介紹
- 中文名：反向二極體
- 外文名：Backward diode
- 又稱：反向隧道二極體
- 性質：反嚮導電性優於正嚮導電性
- 特點：PN結兩側摻雜濃度較低
- 套用：電路
簡介,反向二極體電源基準元件,隧道二極體和反向二極體,反向二極體檢波器和混頻器,檢波器,混頻器,
簡介
反向二極體的PN中兩側摻雜濃度處於接近簡併或弱簡併狀況，平衡費米能級十分接近Ec和Ev但並未進入導帶和價帶，其電流—電壓關係的分析與隧道二極體完全類似，在小的正向偏壓下，N區導帶的電子與P區價帶的空態並不處於相同能量水平，沒有隧道電流和注人電流。當正向電壓較大時，二極體正嚮導通，隨電壓增加，電流迅速增加。
反向偏置時，N區導帶電子態與P區價帶空態處於相同能量水平，發生隧道過程，則在較小的反向偏壓下可以有較大的隧道電流，伏安特性曲線如圖所示，即在較小偏壓下，反向電流比正向電流大得多，曲線形狀好似倒置的普通PN結二極體特性曲線，故稱為反向二極體，反向二極體主要用於小信號檢波，微波檢波與混頻。由於它在圖中反向二極體伏安特性零偏壓附近電流—電壓曲線有較大的曲率，則有比點接觸二極體更優越的小信號檢波和混頻性能。
反向二極體伏安特性
反向二極體伏安特性反向二極體電源基準元件
常常要用到這樣一種電源，這個電源是由不加調整的6伏或低於6伏的電源供電。溫度補償齊納二極體，不能用作電壓基準元件。這是因為電壓低於6伏它就不能正常工作。正向偏置二極體，雖可用作低壓基準元件，但其溫度係數（約一0.3%/℃）往往太大。然而，反向二極體和電阻的組合卻能有效地解決這個問題。
下圖A所示為一種典型反向二極體伏安特性曲線。如把一適當阻值的電阻R1與反向二極體並聯，則網路的電流在約100毫伏的範圍內接近恆流特性（見下圖 B）。如果再串聯一個電阻R2，則保持恆流的電壓範圍還會擴大（見下圖 C）。
串並聯伏安特性曲線
串並聯伏安特性曲線圖-1所示為一種簡單的串聯穩壓電源，它採用反向二極體和電阻組合網路作為基準。電晶體Q1用作串聯調整管，電晶體Q1用作誤差電壓放大器，這和普通電源類似。選擇串聯電阻R2，使恆流區間的電壓與Q2正常工作點上的基極-發射極電壓VBE一致。
電阻R3與輸出電壓之間的關係如下：
Vout=VBE + IV·R3
因此，只要適當選擇R3，輸出電壓就可在VBE和比最小Vim略低的範圍內調節。
由於反向二極體和串聯電組網路在Q2基極上呈現很大的阻抗，所以輸出電壓的任何變化都毫無衰減地傳給Q2的基極。這和普通電源一樣，在那裡輸出端和Q2基極間接入一分壓器。該電路的增益很高，因此提高了電壓穩定性和效率；同時還減小了輸出阻抗。由於電流基準範圍大，所以，採用電流基準，而不採用電壓基準，這樣可使適用範圍擴大。
為了有效地穩壓，Q2基極電壓必須保持在恆流電壓範圍內。這樣，電路工作的溫度範圍就受到限制。只要R2採用負溫度係數電阻，工作溫度範圍就可增大。這就使恆流區間的電壓與Q2基極—發射極電壓保持一致性。
圖-1以反向二極體為基準串聯穩壓電源
圖-1以反向二極體為基準串聯穩壓電源圖-1所示的實用電源中，與1.3千歐電 阻並聯的鍺反向二極體，其峰值電流為100微安。該網路在100—180毫伏範圍內提供的恆流為180微安。
隧道二極體和反向二極體
隧道二極體：它大多由鍺、砷化鎵、銻化鎵作成，其特點是PN結兩邊的P區和N區摻雜濃度極高，空間電荷區極窄而且很傾斜，當正向電壓超過起始電壓後會產生負阻效應，而反向由於空間電荷區極窄，所以幾乎稍有電壓就發生齊納擊穿。主要用途是低噪聲放大、振盪及超高速開關，例如負阻振盪器，可得到超高頻的弛張振盪。
反向二極體：它是一種特殊的隧道二極體，摻雜濃度比隧道二極體低一些，正向峰值電流較小，由於工作中沒有少數載流子參與，故頻率與噪聲性能很好，主要用於微波混頻與檢波，特別適用於零偏壓小信號檢波。
反向二極體檢波器和混頻器
與通常使用的點接觸二極體和混頻二極體相比，作檢波器用隧道二極體電路的低峰流（常稱為反向二極體）具有顯著的優越性。主要的優點在於零偏壓附近的伏安特性有很大的曲率，尤其是當峰流尚未超過100微安時。 與點接觸二極體相比，使用反向二極體檢波或混頻，在零偏壓附近可保證有低電平的散粒噪聲和1/f噪聲，當有小的正向電流流過時，就有最大曲率。偏置在正的斜率範圍內還能避免穩定性的問題。
檢波器
下表列出了在零偏壓下鍺反向二極體與加有最佳偏壓點接觸二極體若干典型的檢波特性，以作比較。
在6千兆赫下檢波特性的比較可以看到：反向二極體檢波器比典型的點接觸二極體有較大的短路電流靈敏度β，而它的阻抗大小更適應於寬頻電路設計。再者，就β隨溫度的變化而論，反向二極體檢波器也只有點接觸二極體的四分之一。
