Przemiana częstotliwości w telekomunikacji mikrofalowej

Aby zrealizować proces przemiany częstotliwości potrzebny jest nieliniowy element w obwodzie. Takimi elementami są diody Schottky;ego i tranzystory mikrofalowe. Ich obwody zastępcze są proste i łatwo mierzalne, umożliwiają konstrukcje struktur szerokopasmowych. Poza tym łatwo je wytwarzać po niewysokich kosztach.
Diody z barierą Schottky’go, zwane krótko diodami Schottky’ego należą – obok diod ostrzowych i wstecznych - do grupy mikrofalowych diod detekcyjnych, przyrządów półprzewodnikowych stosowanych w detektorach i mieszaczach. Uniwersalność diod Schottky’ego, opanowanie technologii ich produkcji z zapewnieniem powtarzalności parametrów, możliwość szerokopasmowej pracy i łatwość dopasowania, spowodowały, że diody ostrzowe i wsteczne wykorzystywane są jedynie sporadycznie. 
Formując nieliniową charakterystykę diody Schottky’ego wykorzystano właściwości styku metal-półprzewodnik. Charakterystyka I(U) diody Schottky’go jest silnie nieliniowa, opisuje ją z dobrym przybliżeniem zależność (3-6):

W zależności powyższej I_S jest prądem nasycenia diody zależnym od wysokości bariery złącza metal-półprzewodnik, R_S jest rezystancją szeregową diody, a współczynnik $\alpha$ jest zależny od temperatury, w pokojowej temperaturze $\alpha \approx$40 V^-1.
Zależność (3-6) można uprościć do postaci (3-7), wystarczająco dokładnej, a ułatwiającej niektóre analizy. 

Na rys.3.3 pokazano charakterystyki statyczne kilku diod Schottky’ego dla różnych wartości prądu I_S. Wartość tego prądu zmienia się z wysokością bariery w granicach kilku rzędów wielkości, a ta zależy od doboru materiałów, z których wykonano złącze. Na rys.3.3A pokazano rodzinę charakterystyk w typowym układzie współrzędnych, a na rys.3.3B w nietypowym układzie współrzędnych logarytmiczno-liniowym. 

 
 
Rys.3.3. Charakterystyki I(U) diody Schottky’ego. A) w układzie współrzędnych lin-lin, B) w układzie współrzędnych log-lin. 

 Zakres częstotliwości, w którym stosowane są diody Schottky’ego jest bardzo szeroki od kilku megaherców do teraherców. Z łatwością można je także stosować w mikrofalowych układach monolitycznych.
Obwód zastępczy diody Schottky’ego pokazano na rys.3.4. 

Rys.3.4. Obwód zastępczy diody Schottky’go 

   
Złącze jest reprezentowane przez rezystancję szeregową R_S, rezystancję bariery R_b i pojemność bariery C_b. Pojemność C_b jest funkcją napięcia U, ale fakt ten nie odgrywa istotnej roli w procesach detekcji i przemiany częstotliwości. Rezystancja R_b jest nieliniową rezystancją diody, decydującą o procesach przemiany częstotliwości, którym poświęcony jest ten wykład.