Реферат: АЦЭ - Разработка и расчёт автогенератора на диоде ганна с перестройкой частоты
Изм
Лист
№ докум
Подпись
Дата
|
электронам и процесса перехода последних из основного минимума зоны проводимости в побочные. Реально достигнутая частота генерации порядка 100 ГГц. Оценки также показывают, что в пролётном режиме работы максимально достижимая величина КПД диодов Ганна составляет 10%, а в режиме с разрушением домена – 13%. Необходимо отметить, что конкретный вид ВАХ диода Ганна, его режим работы, СВЧ – мощность и КПД существенным образом зависят от условий на контактах и от профиля распределения примеси в активной области. Выбор структуры автогенератора и типа диода В соответствии с техническим заданием, мощность генератора не должна быть менее 5 мВт, а рабочим диапазоном частот быть в пределах от 11,4 до 11,6 ГГц. ДЛ я построения такого генератора, оптимальным вариантом является диод Ганна типа А703Б , с минимальной выходной мощностью 20 мВт и рабочим диапазоном част 9.2 … 12.5 ГГц.
Эквивалентная схема замещения диода Ганна (рис 8 ) Параметры схемы: rпос =1,5 Ом, СГ =0,4 пФ, Скон =0,4 пФ, Lкон =0,6 нГн. Генераторные свойства диода учтены на этой схеме отрицательной проводимостью GГ , СГ – «горячая» реактивность диода. Параметры rпос , Lкон, , Скон обусловлены структурой корпуса диода. На рис. 9 приведена эквивалентная схема волноводного автогенератора на диоде Ганна, учитывающая собственный контур диода и ёмкость варактора (rпос , Lкон, , Скон , СГ , ђв ), два соседних обертона резонатора волновода (r02 , L2, , С2 , и r03 , L3, , С3 ,) и квазикоаксиальный резонанс узла крепления диода Ганна (штырь крепящий диод) – элементы Lа , Lв . Квазикоаксиальный резонанс узла крепления варактора обычно не учитывают , т. К. характеристическое сопротивление штыря с варикапом во много раз меньше характеристического сопротивления штыря с диодом Ганна и штырь с варикапом лишь незначительно снижает добротность всего устройства.
Рис. 9 | ||||||
| Лист | ||||||
| 13 | ||||||
|
Изм | Лист | № докум | Подпись | Дата | ||
|
На рис. 9 Zн обозначает сопротивление нагрузки, равное входному сопротивлению тракта нагрузки в плоскости включения диода. Если Zн и входное сопротивление тракта различаются , необходимо предусмотреть подключение нагрузки к автогенератору через трансформатор сопротивлений. РАСЧЁТ АВТОГЕНЕРАТОРА И РЕЗОНАНСНОЙ СИСТЕМЫ. Расчёт параметров варактора.
Для применения в автогенераторе выбран варактор АА603Б, с такими техническими характеристиками:
Стандартная схема замещения варактора (рис. 10 ) В состав схемы замещения варактора входят нелинейная ёмкость р-п – перехода Св , сопротивление потерь в полупроводнике rпос в , индуктивность выводов Lв кон , и емкость корпуса варактора Cв кон . Индуктивность в Lв кон имеет небольшое значение и обычно исключается из схемы замещения. Сопротивление rпос в можно определить по следующей формуле:
Где В силу малости rпос в его можно не учитывать при дальнейшем рассмотрении варактора, т. к. в диапазоне рабочих частот рассчитываемого автогенератора ёмкостное сопротивление Св значительно больше rпос в (далее это будет доказано).
Таким образом , исключая из схемы замещения варактора элементы rпос в и Lв кон , приходим к схеме замещения варактора одной нелинейной емкостью
Для варакторов, изготовленных на основе арсенида галлия (GaAs) зависимость нелинейной ёмкости Св от напряжения смещения Uп определяется зависимостью
Принимая за U0 и С0 соответственно -6 В и С-6 =0,85 пФ, можем записать: | ||||||
| Лист | ||||||
| 14 | ||||||
|
Изм | Лист | № докум | Подпись | Дата | ||
, и предельной мощности: 
. Средняя ёмкость при напряжении смещения 
равна 
. Максимальное допустимое напряжение смещения 
. Параметры эквивалентной схемы 
, 
можно определить по 
и 
.
и 
– соответственно предельная частота при напряжении смещения Un =-6 В (частота, на которой добротность варактора Qв =1 ) и значение нелинейной ёмкости варактора Св при том же напряжении смещения.
(1) 
, где 
– значение ёмкости Св при напряжении смещения Un ; 
– значение ёмкости Св при напряжении смещения U0 ; 
– контактная разность потенциалов; 
– константа.
(2). |
Формула (2) даёт значение Получаем что в нашем случае варактор можно представить эквивалентной ёмкостью.
Формула (3) даёт значение
Найдём граничные значения
Определение пределов перестройки частоты автогенератора Эквивалентная схеме замещения диода Ганна приведена на рис.8. Так как в выбранной структуре генератора варактор с диодом Ганна соединены параллельно по высокой частоте , то, подключая параллельно схеме рис.8 эквивалентную ёмкость варактора, получаем схему замещения рис.11
рис.11 К-во Просмотров: 374
Бесплатно скачать Реферат: АЦЭ - Разработка и расчёт автогенератора на диоде ганна с перестройкой частоты
|
в пФ, если Un задано в В.
(3). 
в пикофарадах, если Un задано в вольтах.
(4) 
(5) 