Modelado de diodos Schottky para aplicaciones a frecuencias de terahercios

Schottky diodes fabricated by the University of Virginia in USA have been subject of intense recent investigation and have emerged as attractive candidates at THz frequencies. Single Schottky diodes have junctions with extremely low junction capacitance, and low series resistance which makes them extremely well-suited for commutating mixer circuits in which ideal switching behaviour is highly desirable [1]. Schottky diodes also offer lower forward voltage compared to an otherwise equivalent p-n junction diode. This permits Schottky diodes to detect lower amplitude signals than a p-n junction. In this paper we describe a procedure to extract the parameters of a high performance THz Schottky diode. Model extraction is done using a combination of dc and small-signal RF measurements. The results show that the proposed method is suitable to determine parameters of diode model with the excellent fit between measured and calculated I-V DC and Sparameter. I. INTRODUCCION Los diodos Schottky se han utilizado durante varias decadas como elementos clave en la mezcla de frecuencias y la deteccion de potencia en radiofrecuencia. En 1938 Walter Schottky, hijo del matematico aleman Friedrich Shottky [2], explico la manera en la que un compuesto formado por metal y un semiconductor dopado puede rectificar. El diodo Schottky es el resultado de este trabajo. Los diodos Schottky fabricados en Arseniuro de Galio (GaAs) tienen una barrera de potencial baja, lo que se traduce en una alta sensibilidad, caracteristica muy importante para dispositivos que tienen que detectar senales muy debiles. El modelo fisico de un diodo esta basado en las caracteristicas fisicas del dispositivo, lo que permite reproducir el comportamiento del mismo para cualquier tipo de senal de entrada. El modelo circuital de diodo esta basado en la topologia clasica que tiene en cuenta los mecanismos fisicos observables en un diodo Schottky, como son la emision termoionica [3], mecanismo que explica la corriente que fluye a traves de la union. Este articulo plantea un procedimiento de obtencion del modelo circuital equivalente lineal y no lineal de un diodo Schottky, por ser el elemento clave de los detectores mezcladores, multiplicadores, etc. de altas frecuencias. La extraccion del modelo se basa en dos tipos de medidas. Se realizara el modelado en continua del diodo, tambien se obtendra el comportamiento en AC del diodo, mediante el modelado de los parametros de Scattering hasta 45 GHz. II. MODELADO DEL DIODO SCHOTTKY EN CONTINUA (DC) En este trabajo se mostrara la caracterizacion del diodo Schottky modelo W Bande Single Anode de la Universidad de Virginia. En la figura 1 se muestra una foto del diodo, [4]. Fig. 1. Foto Del Diodo Schottky Single El modelo total se conseguira mediante la combinacion de medidas en continua y alterna, que nos permiten obtener la caracterizacion corriente-tension (I/V) especifica del diodo y los parametros [S]. El modelo de equivalente gran senal del diodo es el representado en la figura 2 [5]: Fig. 2. Modelo Equivalente Gran Senal del Diodo Lp