Анализ и сопоставление характеристик неохлаждаемых диодных детекторов миллиметрового диапазона в рамках обобщенной теоретической модели

В рамках обобщенной теоретической модели неохлаждаемых диодных детекторов миллиметрового диапазона проведен анализ и сопоставление их достижимых характеристик. В основе подхода лежит туннельная модель токопереноса. Рассмотрена одномерная структура, состоящая из полупроводникового/диэлектрического барьерного слоя, расположенного между двумя электродами. Рассеяние носителей заряда в барьерном слое предполагается несущественным. Теоретически исследовано прямое детектирование слабого сигнала миллиметрового диапазона. Получены выражения для тока, проводимости, параметра квадратичной нелинейности диода. Определены возможные семейства рассматриваемого класса детекторов, проанализированы их достижимые характеристики. Показано, что все детекторы рассматриваемого класса можно разделить на два семейства с качественно различным поведением параметра квадратичной нелинейности в зависимости от проводимости диода. Получено, что ампер-ваттная чувствительность диодов первого семейства не может превышать 20 A/W, а для диодов второго семейства она может достигать $\sim$500 A/W, однако это значение значительно ниже в условиях нулевого смещения, когда для диодов второго семейства практически можно получить только значение $\sim$30 A/W.