fзад = fпр / 2 ... fпр.
Режим с гашением домена имеет место при высокодобротной нагрузке, когда в процессе движения домена к аноду мгновенное напряжение на диоде падает ниже напряжения гашения и домен рассасывается. В результате домен исчезает раньше, чем он дойдет до анода. Максимальный КПД здесь ниже, чем в режиме с задержкой домена,однако диапазон рабочих частот, определяемый возможностями перестройки резонатора, шире и мощность остается постоянной при перестройке частоты. Частота fгаш = fпр /2...3fпр. Диаграммы режимов с задержкой и гашением домена приведены на рис. 23.
Для получения больших мощностей в импульсном режиме широко используется режим ограниченного накопления объемного заряда ( ОНОЗ ). Амплитуда напряжения здесь также велика, и полное напряжение на диоде в каждый период опускается ниже порогового уровня. В этом режиме практически не существует доменов, так как рабочая частота настолько велика, что они не успевают образоваться. Частота генерации определяется только резонатором и не зависит от толщины кристалла, поэтому диоды в режиме ОНОЗ позволяют получать колебания на более высоких частотах.
Рис. 23. Диаграммы режимов с задержкой ( а ) и гашением
( б ) домена
В режиме ОНОЗ ВАХ диода повторяет зависимость плотности тока от напряженности поля. Режим ОНОЗ особенно эффективен на частотах выше 10 ГГц. КПД достигает 25%. Для перестройки частоты применяют как механические, так и электрические способы. Известны также гибридные режимы работы, являющиеся промежуточными между режимами доменными и ОНОЗ. Возможный вид ВАХ представлен на рис. 24.
Рис. 24. Гибридный режим работы.
3. Описание лабораторной установки
В работе используется типовая измерительная аппаратура низкого уровня мощности сантиметрового диапазона. Функциональная схема лабораторного макета приведена на рис. 25.
Рис. 25. Функциональная схема лабораторного макета
Высокочастотный тракт содержит перестраиваемый подвижным короткозамыкателем прямоугольный резонатор, представляющий собой отрезок волновода с уменьшенным сечением по узкой стенке, в которой включен диод Ганна, резонансный частотомер Ч2-32, регулируемый аттенюатор и детекторная секция. Макет содержит также регулируемый источник напряжения с защитой по току, миллиамперметр,вольтметр и индикатор относительного уровня выходной мощности.Для используемого диода Ганна рабочее напряжение Up=8,5 В при токе Ip<300 мА. Применение регулируемого источника питания даетвозможность снять характеристики генератора как в рабочем режиме,так и при уменьшенном напряжении. Основными характеристиками генератора на диоде Ганна являются частотные и мощностные зависимости от режима питания и размера резонатора.
4. Задание к лабораторной работе
( выполняется при подготовке )
1. Изучить теорию работы генераторов на диодах Ганна.
2. Составить программу исследования ГДГ на предлагаемом лабораторном макете.
3. Подготовить таблицы для занесения результатов измерений.
5. Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с лабораторным макетом. Установить затухание аттенюатора максимальным. Ручку регулировки напряжения питания диода Ганна повернуть против часовой стрелки до упора, что соответствует минимальному напряжению.
2. Включить тумблер "Сеть" источника питания и плавно выставить рабочий режим диода Ганна. Уменьшить затухание аттенюатора и убедиться в наличии генерации.
3. Провести измерения в соответствии с программой исследований, уточненной преподавателем.
4. Построить графики.
6. Содержание отчета
1. Программа исследований.
2. Функциональная схема установки.
3. Результаты эксперимента.
4. Выводы.
7. Контрольные вопросы
1. Объясните устройство диода Ганна.
2. Каковы области применения диода Ганна?
3. Назовите основные параметры генераторных и усилителььных диодов Ганна.
4. Объясните энергетическую диаграмму.
5. Объясните получение отрицательного дифференциального сопротивления в двухдолинных полупроводниках.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.