Spitzendiode

Aufbau und Bedeutung

Eine Spitzendiode ist eine Halbleiterdiode, bei der eine feine Metallspitze auf ein einkristallines Halbleiterplättchen drückt. Am Berührungspunkt entsteht ein lokaler Metall-Halbleiter-Übergang, ein Schottky-Kontakt. Die Dioden wurden industriell in Glas- oder Keramikgehäusen hergestellt; dadurch waren ihre Eigenschaften besser reproduzierbar und spezifiziert als bei den früher verwendeten Kristalldetektoren.

Wichtige Einsatzgebiete waren Demodulatoren und Mischer in Radios, Funkempfängern und -sendern, Fernsehempfängern sowie Radargeräten. Ein Demodulator gewinnt die Nutzinformation aus einem modulierten Signal, ein Mischer setzt Frequenzen um. Spitzendioden wurden häufig bis zu 30 GHz spezifiziert. Germanium-Spitzendioden waren bis etwa 1985 breit im Einsatz und wurden anschließend in diesen Anwendungen weitgehend durch Schottkydioden ersetzt.

Beispiele sind die OA21 aus Germanium mit U_f = 0,5 V bei 20 mA und f_c ca. 1 GHz, die Siliziumdiode 1N82 mit U_f = 0,2 V bei 1 mA und f_c ca. 1 GHz sowie die CS3A aus Silizium mit U_f = 0,2 V bei 1 mA und f_c ca. 10 GHz. Bei der 1N82 liegt die Anode an der Chip-Seite. Die Kathode richtet sich jedoch nach der Grunddotierung des Materials und muss nicht unbedingt auf der Chip-Seite liegen.

Unterschied zur Punktkontakt-Diode

Die Kontaktstelle einer Spitzendiode kann durch einen Stromstoß formiert werden, um sie mechanisch stabiler zu machen. Dabei entsteht im Kristall an der Kontaktstelle eine halbkugelförmige, neu dotierte Zone. Zusammen mit dem Grundmaterial des Kristalls bildet sie einen p-n-Übergang, also eine PN-Diode.

Gegenüber der nicht formierten Spitzendiode hat diese Ausführung eine höhere Strombelastbarkeit. Ihre Hochfrequenzeigenschaften sind aber schlechter: Sperrschichtkapazität und Ladungsträgerlebensdauer nehmen zu. Deshalb ist ihr Einsatz auf einige 10 MHz beschränkt.