Приёмо-передающие радиоустройства и системы связи. Садомовский А.С. - 49 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

49
увеличение приложенного напряжения уменьшает подвижность электронов,
что равносильно уменьшению тока или увеличению сопротивления этой
области, т. е. в данной области имеет место отрицательное сопротивление.
Увеличение сопротивления в этой области приводит к перераспределению
падения напряжения вдоль полупроводника. В этой области падение
напряжения увеличивается, в остальных участках напряжённость поля падает и
становится ниже
критического.
Домен сильного поля зарождается возле катода – вывода, присоединённого
к отрицательному полюсу внешнего источника напряжения. Зародившись, он
сразу же начинает дрейфовать с большой скоростью (около 10
5
м/с) в
направлении к аноду, достигнув которого пропадает. При этом напряжённость
поля в полупроводниках возрастает, и возле катода зарождается новый домен, и
т. д. В результате этих процессов ток, проходящий через полупроводник при
напряжениях, создающих поле выше критического, пульсирует (возрастает в
моменты исчезновения домена) с периодом, равным времени пробега
τ
доменом длины кристалла. Значение τ для диодов Ганна из GaAs, в
зависимости от расстояния между контактами, составляет 10
-9
– 10
-10
с и менее,
что соответствует частотам генерации порядка единиц – десятков ГГц.
Основными параметрами диодов Ганна, предназначенных для работы в
качестве генераторов СВЧ, являются: диапазон частот генерируемых
колебаний, отдаваемая мощность и КПД.
При нагрузке диода Ганна на резонатор условия для зарождения домена
возникают лишь в определённой фазе колебаний, поэтому рабочая частота
генератора может отличаться от собственной частоты диода и изменяется
соответствующей настройкой резонатора.
Мощности генераторов на диодах Ганна зависят от КПД и условий
теплоотдачи и составляют сотни милливатт – единицы ватт в непрерывном
режиме, десятки – сотни ватт в импульсном режиме. КПД приборов составляет
5 –15 %.
Диод Ганна может работать в усилителях мощности СВЧ-диапазона.
Коэффициент усиления составляет 40 – 50 дБ. Выходная мощность - единицы
ватт в непрерывном режиме. Это делает их перспективными для усиления
мощности в радиопередающих устройствах СВЧ диапазона. Однако высокий
коэффициент шума (до 20 дБ) не позволяет их использовать во входных цепях
СВЧ-радиоприёмников.
Кроме рассмотренного режима работы, называемого доменным, диоды
Ганна могут работать в режиме ограниченного
накопления объёмного заряда
(ОНОЗ), который возникает при условии, что напряжённость поля превышает
критическую в течение некоторой части периода τ движения домена вдоль
полупроводника. В этом режиме частота генерации вообще не зависит от
времени пробега домена, она полностью определяется параметрами внешнего
резонатора и может изменяться в широких приделах вплоть до 100 ГГц
и более.

Страницы