- ЛПД пробивается и область пробоя распространяется во всем обедненном слое со скоростью, большей, чем скорость движения носителей;
- в пространстве обедненного слоя образуется плазма, которая рассасывается во время положительного периода поля.
Генераторы на ЛПД ( рис. 30 ) работают на частоте, соответствующей частоте настройки резонатора. Перестройка резонатора приводит к перестройке частоты. Для IMPATT режима условие баланса фаз соответствует сдвигу фаз между U и I, равному 180. Условие баланса амплитуд соответствует компенсации потерь энергией поля СВЧ. Когда условие баланса амплитуд не выполняется, то ЛПД может работать в режиме усиления ( регенеративного ).
Обычно ГЛПД выпускают в виде генераторных секций. ЛПД работают в диапазоне 0,5...400 ГГц. Максимальная мощность в непрерывном режиме в диапазоне единиц гигагерц достигает 40 Вт. На частоте 10 ГГц - 20 Вт, а на частоте 40 ГГц - всего 1,5 Вт. Импульсная мощность в диапазоне 1...10 ГГц уменьшается с 1,5 кВт до 100 Вт. Реальный КПД 25...40% ( выше, чем у диодов Ганна ), а Ку=5...9 dБ (ниже чем у диодов Ганна). Полоса пропускания усилителей менее 1% (определяется резонаторами), а коэффициент Кшума=20...30 dБ.
Применение ЛПД: маломощные РЛС, системы навигации, измерительные приборы, ФАР.
Рис. 30. Волноводная конструкция ГЛПД
3. Описание лабораторной установки
Структурная схема лабораторной установки приведена на рис. 31.
Высокочастотный тракт содержит модуль ГЛПД диапазона СМВ, резонансный частотомер Ч2-32, измерительный аттенюатор Д5-4, детекторную секцию и индикатор относительной мощности.
Рис. 31. Схема лабораторного макета
Применение источника питания с регулируемым напряжением позволяет исследовать частотные и мощностные характеристики в зависимости от режима питания. Для используемого ЛПД рабочий режим соответствует току 50...70 мА при напряжении питания 60...70 В.
4. Задание к лабораторной работе
( выполняется при подготовке )
1. Изучить теорию работы ЛПД.
2. Составить программу исследования ГЛПД.
3. Подготовить таблицы для занесения результатов измерений.
5. Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с лабораторным макетом, органами регулировки приборов и узлов. Ручку регулировки напряжения питания ГЛПД установить в положение минимального выходного напряжения ( крайнее левое положение ). Ручку аттенюатора поставить в положение максимального затухания.
2. Включить тумблер "Сеть" источника питания, и плавно увеличивая напряжение, установить рабочий ток I=70 мА. Уменьшая затухание аттенюатора установить на индикаторе относительной мощности удобные для отсчета показания. При этом встроенный аттенюатор частотомера должен находиться в положении минимального затухания( крайнее левое положение ).
3. Установить ручку "Чувствительность" частотомера в среднее положение и, вращая лимб, добиться максимального отклонения стрелки индикатора частотомера. При необходимости уменьшить чувствительность. Отсчитать значение частоты по шкале генератора.
4. Провести запланированные исследования ГЛПД, построить соответствующие графики и заполнить таблицы.
6. Содержание отчета
1. Цель работы.
2. Программа исследований.
3. Схема установки.
4. Результаты эксперимента.
5. Выводы.
7. Контрольные вопросы
1. Объясните устройство ЛПД.
2. Назовите области применения ГЛПД?
3. Назовите основные параметры ГЛПД.
4. Нарисуйте диаграмму распределения напряженности электрического поля внутри ЛПД.
5. Объясните получение отрицательного дифференциального сопротивления в ЛПД.
6. Объясните режимы работы ГЛПД.
7. От чего зависит частота генерации ЛПД ?
8. Изобразите конструкцию ГЛПД.
9. Укажите рабочую точку на вольт-амперной характеристике ЛПД.
10. Каким образом электроны отдают свою энергию?
11. Объясните экспериментальные зависимости.
12. Объясните методику эксперимента.
13. Объясните назначение блоков лабораторной установки.
14. Чем обусловлен сдвиг фазы между током и напряжением?
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.