- •1. Классификация частотных диапазонов
- •4. Основные типы линий передач.
- •Прямоугольный волновод
- •5. Реализация пассивных элементов на короткозамкнутых и разомкнутых отрезках линий.
- •7. Биполярный транзистор. Структура транзистора. Время задержки сигнала в биполярном транзисторе свч диапазона.
- •8. Полевой транзистор. Структура транзистора. Принцип работы. Граничная частота транзистора.
- •9. Эквивалентная схема биполярного транзистора на свч.
- •10. Эквивалентная схема полевого транзистора на свч.
- •Роль основных функциональных элементов схемы заключается в следующем:
- •15. Основные параметры и характеристики усилителей мощности.
- •16, 17. Интермодуляционные искажения и Параметры р1дБ и ip3
- •19. Цепи смещения.
- •20. Цепи питания.
- •14. Усилители мощности на транзисторах.
- •23. Инвертирующие и трансформирующие цепи согласования.
- •25. Квадратурный мост.
- •26. Синфазный мост.
- •28. Гетеропереходы. Понятие о сверхинжекции и двумерном электронном газе. Усилители на гетеропереходах.
- •29. Варикапы и варакторы. Характеристики. Эквивалентные схемы. Справочные параметры.
- •30. Принцип работы варакторного умножителя частоты.
- •31. Лавинно-пролетные диоды. Принцип работы лпд.
- •32. Эквивалентная схема лпд и топология глпд.
- •33. Диоды Ганна. Принцип работы. Генератор на диоде Ганна.
- •34. Pin диоды. Эквивалентная схема. Области применения и характеристики.
- •35. Клистроны. Устройство и принцип работы 2-х резонаторного клистрона.
- •36. Клистроны. Энергетические соотношения и характеристики клистрона. Область применения и параметры.
- •37. Лбв. Устройство и принцип работы лбв. Условие синхронизма. Пространственные гармоники.
- •38. Лбв Энергетические характеристики лбв. Понятие об амплитудно-фазовой конверсии.
32. Эквивалентная схема лпд и топология глпд.
Эквивалентная схема ЛДП мб получена последовательным соединением эквивалентных схем области лавины и пролетной области.
В этой схеме rs - сопротивление потерь на частоте генерации;
Lл
- нелинейная индуктивность лавины.
,где
- время процесса лавинообразования; m
- коэффициент, зависящий от материала
из которого изготовлен диод (m
= 7 для SiO2
и m
= 5 для GaAs);
-
пролетная
частота.
Емкость
лавинной Сл
и пролетной Спр
областей связаны с емкостью диода
соотношением
,
где
-
площадь сечения диода.
На частоте генерации пролетная область представляет собой отрицательную проводимость и в эквивалентной схеме она представлена генератором тока iпр, величина которого зависит от приложенного напряжения.
Эквивалентная схема ГЛПД
Здесь
пролетная область представлена
усредненной по первой гармонике
отрицательной проводимостью
,
включенной параллельно емкости Спр.
В схеме Rн
- эквивалентное сопротивление нагрузки
диода, Lн
- эквивалентная индуктивность полной
колебательной системы, которая вместе
с емкостью Спр
обеспечивает резонанс на заданной
частоте,
rs
-
сопротивление потерь.
33. Диоды Ганна. Принцип работы. Генератор на диоде Ганна.
Диод Ганна - это генераторный диод СВЧ, работающий в диапазоне частот от единиц до сотен гигагерц, изготовленный, как правило, из арсенида галлия..
Структура и принцип работы диода
Диод Ганна представляет собой кристалл однородно легированного арсенида галлия п-типа, выращенного на низкоомной подложке из арсенида галлия п+-типа. На противоположных гранях кристалла выполнены омические контакты.
Название
«диод Ганна» обусловлено тем, что
механизм работы диода основан на эффекте
Ганна,
который заключается в появлении
произвольных электромагнитных колебаний
в диоде, состоящем из полупроводника,
заключенного между омическими контактами,
при приложении к этим контактам напряжения
принцип
работы диода Ганна: Подведем к диоду
небольшое постоянное напряжение
,
тогда
в соответствии с законом Ома через него
будет протекать постоянный ток
,
где
-
заряд электрона; п
-
концентрация электронов (равная
концентрации доноров) в п-области;
-
средняя дрейфовая скорость электронов;
- подвижность электронов; Е
-
напряженность электрического поля в
п-области.
При
малых
-
поле в диоде распределено равномерно
по длине
и может быть рассчитано из соотношения
.
При
изменении
пропорционально
изменится Е,
а
следовательно,
и
,
т. е. в данном случае диод подобен
резистору.
С
ростом напряжения
возрастает число столкновений электронов
с атомами решетки, скорость электронов
падает, и зависимость
уже перестает быть линейной.
Особенностью арсенида галлия и других полупроводниковых материалов, из которых изготовляются диоды Ганна, является наличие участка отрицательной крутизны на зависимости .
Когда
постоянное напряжение
превышает
пороговое значение
(
- напряженность электрического поля,
соответствующая максимуму характеристики
),
равномерность распределения поля в
диоде нарушается. Это вызвано
перераспределением электронов в
п-области:
происходит накопление электронов у
контакта, к которому присоединен
отрицательный полюс источника напряжения.
Под действием электрического поля
электроны дрейфуют от электрода с
отрицательным потенциалом (катода) к
электроду с положительным потенциалом
(аноду). Таким же образом перемещается
и область накопления электронов,
называемая обогащенным
слоем. Пролетев
п-область
длиной
,
обогащенный слой рассасывается на
аноде. Далее процесс периодически
повторяется: у катода образуется новый
обогащенный слой, он снова движется к
коллектору и т. д.
Как
видим, в диоде Ганна возникает пульсирующий
поток электронов, он приводит к
периодическому изменению тока во внешней
цепи генератора. Частота колебаний
равна величине, обратной времени пролета
электронов через п-область,
,
т. е. зависит от длины
.
