4. Какие гармоники называются прямыми и обратными?
5. Что такое дисперсия и какая она бывает?
6. В чем состоит условие синхронизма и как оно обеспечивается?
7. Как осуществляется электронная перестройка частоты в ЛОВ?
8. Что такое пусковой ток?
9. Как изменяется выходная мощность при изменении рабочего тока?
10. Какие параметры ЛОВ являются основными?
11. Что такое коэффициент перекрытия по частоте?
12. Почему генерируемый сигнал не является монохроматическим?
13. Объясните назначение приборов лабораторного макета.
14. Каков порядок включения приборов?
15. Объясните экспериментальные графики.
16. Как измерить частоту прибором Ч2-8?
17. Сформулируйте условия возниновения автоколебаний в ЛОВ.
18. Почему при перестройке частоты изменяется генерируемая лампой мощность?
19. Нарисуйте схему внутреннего устройства ЛОВ.
20. С какой целью у коллектора включен поглотитель?
21. Каким образом при перестройке частоты генерации можно поддерживать постоянной выходную мощность?
2.4. ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА НА ДИОДЕ ГАННА
1. Цель работы
Изучить режимы работы и исследовать основные характеристики генератора на диоде Ганна сантиметрового диапазона волн.
2. Измеряемые параметры
Работа автогенераторов и усилителей СВЧ на полупроводниковых приборах с междолинным электронным переходом основана на явлениипредсказанном английскими физиками Ридли, Уоткинсом, Хилмусом и открытом экспериментально Дж. Ганном в 1963 году. По имени последнего это явление называют эффектом Ганна. Конструктивно диод Ганна выполняется в виде тонкой пластины однородного полупроводника с нанесенными на нее с двух сторон омическими контактами. Основным материалом является арсенид галлия ( GaAs ), в котором донорная примесь с концентрацией No=10Е14...10Е16смЕ-3 обеспечивает электронный характер проводимости. Используется также фосфид индия. В настоящее время диоды Ганна применяются для построения генераторов и усилителей в диапазоне частот 1...100 ГГц. В непрерывном режиме на частоте 1 ГГц их выходная мощность достигает 1,5 Вт, в импульсном режиме - 6 кВт.Выходную мощность генераторов на диодах Ганна ( ГДГ ) можно повысить последовательным или параллельным включением нескольких диодов. В непрерывном режиме КПД достигает 12%, в импульсном - 30%. С увеличением частоты выходная мощность и КПД диодов значительно снижаются. Рабочая полоса частот может превышать октаву. Значение ТКЧ определяется температурными зависимостями ВАХ диодов. В диапазоне 2...10 ГГц ТКЧ диодов из GaAs лежит в пределах 0,5 до 2 МГц/ С. Применение резонаторов с термокомпенсацией позволяет уменьшить изменения частоты. Генераторные диоды Ганна обладают очень малыми АМ и ЧМ шумами, практически не уступая отражательным клистронам.
Усилительные диоды Ганна обладают низкими шумами. Коэффициент шума для лучших образцов составляет 10,5 дБ. По чувствительности усилители на диодах Ганна приближаются к усилителям на туннельных диодах, превосходя их на несколько порядков по выходной мощности. Коэффициент усиления достигает 15 дБ. Среднее время безотказной работы диодов Ганна достигает 100 тыс. часов.
В основе работы диода лежат физические явления, связанные с возникнове нием отрицательного дифференциального сопротивления в полупроводниках, зона проводимости которых имеет два минимума энергии. Рассмотрим энергетическую диаграмму ( рис. 20 ) уровней арсенида галлия, т.е. зависимость энергии электронов Е в валентной зоне и в зоне проводимости от волнового числа k=m*v/h,где m* - эффективная масса электрона, v - скорость электрона,h - постоянная Планка.
Рис. 20. Энергетическая диаграмма уровней арсенида галлия
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.