Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
17.3.3. Полупроводниковые диодыЕсли на Впервые это явление было использовано [452] для получения в смесителях СВЧ преобразования с усилением; недавно обнаружили, что диоды пригодны и для использования в параметрических усилителях [122, 123, 205, 305, 320, 461]. Теоретически емкость изменяется обратно пропорционально квадрату приложенного напряжения для диодов с резким переходом и кубу приложенного напряжения для диодов с плавным переходом. Практически изменение емкости диода лежит где-то между этими двумя зависимостями: при изменении напряжения на 10 в емкость изменяется от 1 до 10. Показателем для оценки качества обычно служит предельная частота, равная
Типичные значения предельных частот лежат в диапазоне Диод с резким переходом образуется [173] каплей индия размером
Рис. 17. 12. Параметрические усилители, использующие полупроводниковые диоды: а — схема перехода и влияние напряжения смещения; б - схема усилителя с отрицательной проводимостью; в — схема усилителя повышающего преобразователя. (См. [211].) Диод снабжен выводами с малой индуктивностью. Емкость перехода равна
Зависимость эффективной ширины перехода от напряжения определяется выражением
Контактная разность потенциалов Под плавным ределяется выражением, сходным с (17.57), но с показателем степени, равным 1/3. Германиевые диоды с золотой связкой экономичны, практичны и обладают предельными частотами до Чисто емкостная нелинейная проводимость позволяет [458, 460] теоретически осуществить усиление без шумов; но при наличии потерь можно показать, что выражение (17. 21) для коэффициента шума сводится к
для случаев, когда выход сделан на частоте сигнала или на холостой частоте. Более подробный анализ [185, 538, 541, 616] позволяет получить выражения для оптимальных величин произведения коэффициента усиления на полосу пропускания и коэффициента шума. Разработан ряд параметрических усилителей на диодах [359, 469]; для проверки предсказанного поведения выполнены соответствующие измерения [58]. Типичная схема вырожденного усилителя с отрицательной проводимостью показана на рис. 17.12, б. Для осуществления одноплечего варианта усилителя использован циркулятор. В усилителях такого рода применяются диоды с резкими, плавными и точечноконтактными переходами. Предельные частоты лежат в диапазоне Оценивать вышеприведенные характеристики надо с большой осторожностью, так как они могут относиться как к одноканальному, так и к двухканальному режимам работы. Коэффициент усиления таких регенеративных усилителей весьма чувствителен к изменениям сопротивления нагрузки и мощности накачки, поэтому были разработаны методы стабилизации [363]. Повышающий преобразователь с нижней боковой полосой частот благодаря повышению частоты обладает добавочным усилением. На практике коэффициент усиления и полоса пропускания хорошо согласуются с предсказаниями теории [184, 284]. В одном Таблица 17.5 (см. скан) Характеристики вырожденных одноплечих усилителей с отрицательной проводимостью на кристаллических диодах из таких усилителей использован объемный резонатор, резонирующий на частотах 1,2, 2,3 и
Этот принцип использован [563, 585, 593, 601, 608, 623, 629, 633, 634, 638, 649, 666, 671, 672] при конструировании многих широкополосных параметрических усилителей диодного типа. Некоторые из типичных характеристик приведены в табл. 17.6. Диоды с резким переходом обладают более высоким коэффициентом нелинейности и применяются [239] в более низкочастотных системах накачки. В одном случае [81, 83] обе частоты накачки были взяты одинаковыми, а резонансные контуры были выполнены Таблица 17.6 Характеристики повышающих преобразователей диодного типа с иижней боковой полосой частот
в виде отрезков коаксиальной линии с волновым сопротивлением 50 ом. Частоты накачки, сигнала и холостая составляли соответственно 120, 214 и 86 Мгц; цепи накачки, сигнала и холостой частоты настраивались по отдельности с помощью короткозамыкателей. При мощности накачки Усилитель с отрицательным сопротивлением требует средств для разделения мощностей на входе и выходе (если последний выполнен на частоте сигнала). Циркулятор (ферритовое устройство) обычно сложен и громоздок, однако в схеме балансного усилителя его можно исключить [624, 664]. Так, например [238], два диода можно расположить в главных плечах двойного волноводного тройника, причем если сигнал подается, например, в плечо Е, то усиленный выход берется из плеча Н. Такой усилитель в вырожденном виде при Собственную нестабильность усилителей с отрицательной проводимостью можно преодолеть при сверхрегенеративной работе, когда мощность накачки настолько велика, что возникает самовозбуждение. Внешнее подавление колебаний осуществляется соответствующей модуляцией источника накачки, тогда как при самогашении колебания нарастают и затухают с постоянной скоростью, определяемой постоянной времени диода Добротность диода 25 Ггц. Повышающий преобразователь с нижней боковой полосой частот и с отдельным гашением [503, 504], при накачке на частоте Повышающий преобразователь с верхней боковой полосой частот своим усилением обязан целиком повышению частоты, поэтому он используется главным образом в нижнем участке диапазона сверхвысоких частот. На рис. 17.12, в показано типичное устройство [211], в котором для выделения частоты сигнала
возрастает [232]. Коэффициент усиления такого трехчастотного усилителя, работающего в диапазоне Параметрические диодные усилители бегущей волны обычно имеют вид периодически нагруженной структуры: их работа исследовалась [135, 208, 269, 535] как для цепей без потерь [267], так и для цепей с потерями [228, 268, 560, 561]. На основе опыта [283, 517] с низкочастотными прототипами было разработано несколько конструкций на, сверхвысоких частотах [598]. В усилителе бегущей волны на кремниевых диода с диффузными переходами. Один общий контур был выполнен так, что волны сигнала, накачки и холостая волна распространялись почти с одинаковой скоростью. Частота накачки равнялась В одном из предложенных усилителей [76], который может быть пригодным для миллиметровых волн, используется два типа поверхностных волн в Н-волноводе, содержащем ферроэлектрический материал; в этом случае можно получить очень широкую полосу пропускания, так как практически все элементы схемы не зависят от частоты. Анализ [545] показал, что в параметрическом усилителе возможно взаимодействие по стоячей волне. Усилитель, использующий этот принцип, состоит в основном из стабильного генератора СВЧ, присоединенного к линии передачи, которая нагружена на варакторный диод. Детектор располагается вблизи минимума на крутой ветви распределения стоячей волны. В результате изменения реактивного сопротивления диода, вызываемого входным сигналом, изменяется фаза напряжения на детекторе. Балансно-мостовая схема для
|
1 |
Оглавление
|