Los diodos RF son un dispositivo semiconductor pasivo utilizado en circuitos de radio frecuencia (RF). Tienen una variedad de diferentes rollos correspondientes a sus características direccionales y no lineales. Las aplicaciones que utilizan diodos RF incluyen: mezcladores de diodos, conmutadores Tx/Rx, sintonización de receptores, osciladores controlados por tensión y bloques de control de ganancia automático (AGC).

Los diodos Schottky son diodos de portadores calientes con una baja caída de tensión y pueden funcionar como conmutadores rápidos. Son dispositivos de semiconductor metálico en oposición a las uniones normales semiconductoras en semiconductores de diodo. Tienen un rápido tiempo de recuperación inverso, el tiempo en que los diodos pasan a un estado inactivo. Se utilizan en detectores y mezcladores RF y pueden funcionar en frecuencias extremadamente altas superando los 50 GHz. Históricamente, los diodos Schottky se utilizaban como los mejores detectores en las primeras radios.

Los diodos túnel son dispositivos de rápido funcionamiento con uniones de tipo N y P muy dopadas, tan dopadas que la característica de banda prohibida del diodo se divide, lo que facilita el efecto de tunelización mecánico cuántico. La operación magnetizada hacia adelante ha reducido la corriente con una tensión mayor. Esto se conoce como un efecto de resistencia negativa. Los diodos túnel magnetizados inversos funcionan como diodos hacia atrás (una variación de un diodo Zener) pero con muy alta linealidad. Esta característica los hace excelentes para detectores, rectificadores y conmutadores de alta velocidad. Por lo general, son fabricados de silicio, germanio o arseniuro de galio. Se utilizan en: convertidores de frecuencia, detectores RF, osciladores y amplificadores. Su extraña característica de tener condicionalmente una resistencia diferencial negativa les permite ser utilizados como amplificadores RF. Los amplificadores de diodo túnel de microbanda se utilizan en aplicaciones de microondas y de radiofrecuencia alta como amplificadores de satélite y pueden operar sobre los 15 GHz.

Los diodos PIN se utilizan como contactos no óhmicos (uniones sin rectificar). Se caracterizan por tener regiones de tipo N y P muy dopadas junto con una amplia región intrínseca. Esto mejora su capacidad de ser utilizado como atenuadores, conmutadores rápidos (alrededor de 10 ms) y fotodetectores pero los hace inadecuados para la rectificación. Un diodo PIN se convierte en un elemento de serie de impedancia baja cuando están sesgados hacia adelante, pero se convierte en una impedancia alta de varios kW cuando no están sesgados. Esto los hace adecuados para ser usados como conmutadores Rx/Tx. Un diodo pin en serie en un circuito interruptor pin proporciona aislamiento de impedancia alta al transmisor, protegiéndolo de daños. Cuando un diodo pin se apaga aumenta su impedancia monotónicamente. Esto lo hace adecuado para aplicaciones de atenuadores de tensión controlada como puede ser necesario en un AGC de RF.

Los mezcladores RF, también conocidos como mezcladores de frecuencia, son dispositivos semiconductores no lineales que realizan la multiplicación analógica de dos señales RF y emiten el producto resultante. El propósito principal de un mezclador RF es traducir una señal de una frecuencia a otra en los circuitos del receptor y transmisor. Una frecuencia de referencia del oscilador local (LO) multiplica una señal RF recibida o que será transmitida. Un receptor recibirá la entrada de frecuencia más alta y la convertirá a una frecuencia más baja denominada frecuencia intermedia (IF) o a 0 Hz (banda base) en un receptor de conversión directa. Los transmisores utilizan los mezcladores de forma opuesta, multiplicando una señal IF hasta la frecuencia transmitida.

Lo ideal sería multiplicar dos portadores modulados (f₁ x f₂) con un mezclador para producir una señal con dos portadores modulados superpuestos con las frecuencias de suma (f₁ + f₂) y diferencia (|f₁ - f₂|). Estas se llaman heterodinas o frecuencias de imágenes de banda lateral superior e inferior. En realidad, los mezcladores tienen las características de la función de transferencia no ideal y generan productos de mezcla adicionales conocidas como espurias. Las espurias incluyen varios niveles de todos los productos de mezcla de armónicos, llamados productos de intermodulación. Idealmente, solo se requiere un producto: la banda lateral superior o inferior. Las topologías del mezclador que están optimizadas para reducir las espurias y proporcionan una banda lateral única se conocen como banda lateral única (SSB) o mezcladores de rechazo de imágenes (IR). La supresión de una banda lateral reduce los requisitos de filtrado del circuito receptor o transmisor.

Los mezcladores están diseñados con arquitectura equilibrada en referencia a su simetría. Esto proporciona la ventaja del aislamiento inherente, la cancelación de la intermodulación, la eliminación de las señales en modo común y la mejora de la eficiencia de conversión. Con el fin de aislar las entradas entre sí y la salida, se utiliza un híbrido de 180^o para convertir el mezclador de 3 puertos en un dispositivo de 4 puertos. El dispositivo de 4 puertos tiene señales de salida igualmente divididas que están 180^o fuera de fase. Cuando se combinan dos mezcladores equilibrados individuales, se crea un mezclador doblemente balanceado. Esta topología se puede configurar de manera que el 75 % de las espurias se cancelen en el puerto IF. Existen otras combinaciones más complejas de mezcladores equilibrados. Un mezclador de IQ es una variación de un mezclador RF que tiene dos circuitos mezcladores con señales de referencia LO desfasadas por 90^o (cuadratura). Al desfasar la salida de un mezclador en 90^o y añadir o restar la salida al otro mezclador, se suprime/cancela una de las imágenes debido a las relaciones trigonométricas. Esto se llama mezclador Hartley de eliminación de imágenes y tiene la ventaja de reducir los requisitos de filtrado

Los mezcladores RF están disponibles en una variedad de tecnologías, desde simples anillos de diodos a células de Gilbert que se componen de dos polos o FET dispuestos en una topología de cascodo compleja. Pueden tener elementos PLL y VCO integrados e incorporar circuitos amplificadores. Las características importantes de un mezclador RF incluyen la pérdida de conversión, aislamiento, punto de compresión de 1 dB, características de distorsión de intermodulación (IMD) y factor de ruido. La pérdida de conversión es la diferencia de potencia entre la potencia de entrada de RF y los niveles de potencial IF de la salida. El aislamiento entre los puertos reduce las espurias causadas por las señales que fluyen hacia el puerto incorrecto. El punto de compresión de 1 dB es la medida de la linealidad del mezclador y es la cantidad de energía de entrada necesaria para aumentar la pérdida de conversión en 1 dB. Las IMD son productos de mezcla creadas al combinar los términos de los armónicos causados por las características del mezclador no ideal. Estos se conocen como términos IMD de tono único. El factor de ruido es una degradación de la relación señal-ruido (SNR) causada por el mezclador y se asocia más estrechamente con la pérdida de conversión del mezclador.