DE1961509C3

DE1961509C3 - Anordnung zur Halterung einer Halbleiterdiode an einer Koaxialle itung oder einem Hohlleiter

Info

Publication number: DE1961509C3
Application number: DE19691961509
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Bruentrup
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-12-08
Filing date: 1969-12-08
Publication date: 1978-10-05
Also published as: DE1961509A1; DE1961509B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Halterung einer Halbleiterdiode, insbesondere einer Varaktordiode, an einer Koaxialleitung oder einem Hohlleiter, bei der die Diode mit einem Keramikmantelkörper, einem ersten Diodenanschluß in Form eines vom Keramikmantelkörper axial nach außen gerichteten metallischen Zapfens und einem am gegenüberliegenden Ende des Keramikmantelkörpers angebrachten zweiten Diodenanschluß in Form einer Metallscheibe versehen ist, und bei der die metallische Außenwand der Koaxialleitung oder des Hohlleiters eine Bohrung aufweist, deren Durchmesser nur wenig größer ist als der Keramikmantelkörper der Diode, die in die Bohrung eingesetzt ist, wobei die Anschluß-Metailscheibe der Diode durch eine Schraube an die Außenwand der Koaxialleitung oder des Hohlleiters gedrückt wird, und deren metallischer Anschluß-Zapfen von Kontaktelementen im Inneren der Koaxialleitung bzw. des Hohlleiters umgriffen ist. Eine derartige Anordnung ist aus dem »Handbuch für Hochfrequenz- und Elektrotechniker«, Band 3, von Curt R int, 1955, Verlag für Radio-Foto-Kinotechnik, insbesondere aus dessen Seiten 491 und 492 bekannt.

Mikrowellenschaltungen, wie beispielsweise Mischer oder parametrische Verstärker oder Oszillatoren, erfordern den Aufbau eines zusätzlichen Resonanzkreises, der auch als Hilfekreis bezeichnet wird. Bei einem parametrischen Verstärker ist dieser Hilfskreis beispielsweise auf die Differenzfrequenz zwischen Pumpfrequenz und Signalfrequenz abgestimmt, bei einem > parametrischen Mischer ist der Hilfskreis bekanntlich auf die sogenannte Spiegelfrequenz abgestimmt, bei einem parametrischen Aufwärtsumsetzer ist der Hilfskreis auf die in die höhere Frequenz umgesetzte Signalfrequenz abgestimmt Es ist in diesem Zusammenhang bereits vorgeschlagen worden (DE-PS 15 91 569 und 19 10 356), die Diode in den Hohlleiter einzufügen und an der Übergangsstelle zur koaxialen Leitung in Verbindung mit dem AnschluBzapfen der Diode eine zusätzliche Kapazität durch eine besondere Ausbildung

is der Kontaktelemente zu schaffen. Wie sich dabei zeigt, ist bei einer derartigen Ausbildung der Stromweg verhältnismäßig lang, weshalb auch zusätzliche induktive Blindwiderstandskomponenten entstehen, die die angestrebte Wirkung der Erzeugung einer möglichst reinen Kapazität zumindest teilweise wieder aufheben.

Es sind auch bereits Dioden bekannt, deren Keramikgehäuse mit Kondensatorbeiägen versehen sind, und die so in Mikrowellenschaltungen eingebaut sind, daß die Kondensatorbeläge einen Ladekondensator einer Gleichrichterschaltung und gegebenenfalls auch einen Siebkondensator bilden (DE-PS 8 63 372 und 8 98 601).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Anordnung so auszubilden, daß zwischen dem metallischen Anschlußzapfen und der

Außenwand der Koaxialleitung oder des Hohlleiters

eine zusätzliche möglichst reine Kapazität mit möglichst kurzen Stromwegen auftritt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch

α gelöst, daß eine Diode, deren Zapfen einen in das Innere des Keramikmantelkörpers hinein reichenden, den Halbleiterkörper tragenden inneren Zapfenteil aufweist, in der Bohrung so angeordnet ist, daß die Bohrungswand zumindest einen Teil des vom Keramikmantelkörper umschlossenen inneren Zapfenteils rings umgibt und mit ihm zusammen einen Kondensator bildet, dessen Kapazität (C,) durch die gewählte Länge der Bohrungswand eingestellt ist

In vorteilhafter Weise ergeben die Kapazität (C) des

gebildeten Kondensators.das Halbleiterelement und die

Induktivität eines den Halbleiterkörper mit seiner Anschlußscheibe verbindenden metallischen Bändchens

einen Mikrowellenresonanzkreis.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines

Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen in der Zeichnung:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer unter Zwischenschaltung einer Halbleiter-Diode an einen Hohlleiter angeschlossenen koaxialen Leitung;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Anordnung nach F i g. 1 im Schnitt.

Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist ein Hohlleiter 5 zu erkennen, an den senkrecht zu seiner Längsachse eine Koaxialleitung 4 mit dem Innenleiter 4' und dem

bo Außenleiter 4" angeschlossen ist An den Innenleiter 4" ist über Kontaktelemente 14, die in bekannter Weise als gefiederte Kontakte ausgebildet sein Können, eine Diode 3 eingesetzt, deren Anschlußzapfen 15 von den Kontaktelementen 14 umgriffen wird. Der zweite

··'> Anschluß der Diode wird von einer metallischen Scheibe 16 und gegebenenfalls einem weiteren Zapfen 16' gebildet. Die Scheibe 16 ist mit einer Schraube 1 an die Außenwand des Hohlleiters angedrückt. Hierzu ist

die eine Hohlleiterwand 2 des Hohlleiters 5 im Bereich der Diode erheblich verstärkt, so daß sie die Diode 3 in Verbindung mit der Schraube 1 und den zugehörigen Gewinden aufnehmen kann. Die Schraube 1 ist auf der der Scheibe 16 benachbarten Seite zentrisch aufgebohrt, so daß der gegebenenfalls vorhandene Zapfen 16' in dieser Bohrung gewissermaßen versenkt werden kann. Die zur Aufnahme der Diode 3 in der Hohlleiterwand 2 vorgesehene Bohrung ist nur wenig größer als der Keramikmantelkcrper der Diode 3, anschließend ist diese Bohrung aufgeweitet, so daß die Anschlußscheibe 16 aufgenommen werden kann und sich beim Festziehen der Schraube 1 an die von den Übergangsstellen der beiden Bohrungen gebildete Schulter angedrückt.

In der vergrößerten Darstellung von F i g. 2 ist auch die Diode 3 selbst im Schnitt gezeichnet, um die Einzelheiten besser erkennen zu lassen.

In Fig.2 ist zu erkennen, daß die Scheibe 16 nochmals in zwei Hälften unterteilt ist, die über eine ringwulstartige Schweißnaht 18 miteinander in der Weise fest verbunden sind, daß zwischen diesen Hälften ein Spalt verbleibt- Es ist weiter der innere metallische Zapfenteil 6 zu erkennen, auf den der die Sperrschicht aufweisende Halbleiterkörper 7 aufgebracht is;, der seinerseits wiederum über ein metallisches Bändchen 9 mit der Scheibe 16 verbunden ist.

Der innere Zapfenteil 6 ist vom Keramikmantelkörper 8 umgeben und es ist nun die Diode 3 derart in die Bohrung des Hohlleiters 5 eingebracht, daß der vom Keramikmantelkörper 3 umschlossene innere Zapfenteil 6 zumindest teilweise von der Bohrungswand des Hohlleiters 5 umgeben ist. Wenn es darauf ankommt, eine derartige Anordnung in einer koaxialen Leitung anzubringen, dann ist lediglich die Hohlleiterwand 2 durch den metallischen Außenleiter der koaxialen Leitung zu ersetzen.

Durch diese Anordnung wird gewährleistet, daß zwischen dem inneren Zapfenteil 6 und dem Hohlleiter eine zusätzliche Kapazität auftritt, die in F i g. 2 durch

ίο die Kapazität C₁ in Form des elektrischen Ersatzschaltbildes kenntlich gemacht ist Die Größe dieser zusätzlichen Kapazität läßt sich in einfacher Weise durch die Länge L der Bohrungswand steuern. Durch Änderung der Abmessung L ändert sich auch der weiterhin eingezeichnete Abstand / zwischen der Stirnfläche des inneren Zapfenteils 6 und der Innenwand des Hohlleiters S, der im wesentlichen die Größe der zusätzlichen Kapazität G bestimmt Je größer demzufolge der von der Bohrungswand umgebene Bereich des inneren Zapfenteils 6 ist, um so größer wird auch die wirksame zusätzliche Kapazif u C₁,

Die zusätzliche Kapazität <Γ_Λ der Haibir iterkörper 7 und die Kontaktierungsinduktivität des Bändchens 9 kann nun zur Realisierung eines Mikrowellenresonanzkreises herangezogen werden, der beispielsweise in der eingangs bereits erläuterten Weise als Hilfskreis in einer parametrischen Anordnung wirksam ist Der Stromweg für die Kapazität C, ist außerordentlich kurz, so daß diese eine nahezu ideale Kapazität ohne zusätzliche parasitäre Reaktanzen darstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

t. Anordnung zur Halterung einer Halbleiterdiode, insbesondere einer Varaktordiode, an einer Koaxialleitung oder einem Hohlleiter, bei der die Diode mit einem Keramikmantelkörper, einem ersten Diodenanschluß in Form eines vom Keramikmantelkörper axial nach außen gerichteten metallischen Zapfens und einem am gegenüberliegenden Ende des Keramikmantelkörpers angebrachten zweiten Diodenanschluß in Form einer Metallscheibe versehen ist, und bei der die metallische Außenwand der Koaxialleitung oder des Hohlleiters eine Bohrung aufweist, deren Durchmesser nur wenig größer ist als der Keramikmantelkörper der Diode, die in die Bohrung eingesetzt ist, wobei die Anschluß-Metallscheibe der Diode durch eine Schraube an die Außenwand der Koaxialleitung oder des Hohlleiters gedruckt wird, und deren metallischer Anschluß-Zapfen von Kontaktelementen im inneren der Koaxialleitung bzw. des Hohlleiters umgriffen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diode (3), deren Zapfen (15) einen in das Innere des Keramikmantelkörpers hineinreichenden, den Halbleiterkörper (7) tragenden inneren Zapfenteil (6) aufweist, in der Bohrung so angeordnet ist, daß die Bohrungwand zumindest einen Teil des vom Keramikmantelkörper (8) umschlossenen inneren Zapfenteils (6) rings umgibt und mit ihm zusammen einen Kondensator bildet, dessen Kapazität (C_z) durch die gewählte Länge (L) der Bohrungswand eingeteilt ist
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität (CJ¹ des gebildeten Kondensators, das Halbleiterelement und die Induktivität eines den Halbleiterkörper mit seiner Anschlußscheibe (16) verbindenden metallischen Bändchens (9) einen Mikrowellenresonanzkreis bilden.