электроника шпоры по вопросам 2006 (1075558), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

выводы с целью уменьшения индуктивности ленточные и короткие. В диапазон СВЧ используют патронную конструкцию.

Достоинством туннельных диодов является высокие рабочие частоты (вплоть до СВЧ), низкий уровень шумов, высокая радиационная стойкость, температурная устойчивость, большая плотность тока.

К недостаткам следует отнести: малую отдаваемою мощность из-за низких рабочих напряжений и сильную электрическую связь между входом и выходом, что во многих случаях затрудняет использование диодов.

ВАХ туннельного диода

Параметрами туннельных диодов являются:

1. пиковый ток Iп (от десятых долей мА до сотен мА)

2. ток впадины Iв

3. отношение токов

4. напряжение пика Uп, соответствующее току Iп

1. напряжение впадины – прямое напряжение, соответствующее току впадины

2. напряжение раствора – это напряжение, соответствующее пиковому току на второй восходящей ветви ВАХ (Uрр)

3. предельная резистивная частота

4. частотная емкость туннельного диода

5. резонансная частота туннельного диода.

Обращенные диоды

Полупроводниковый диод, изготовленный из материала с концентрацией примесей в p и n областях меньшей чем, в туннельных диодах, но большей, чем в обычных, имеют своеобразную ВАХ, обращенную по сравнению с ВАХ обычных диодов. Такой диод является разновидностью туннельных и называется обращенным

Рис 37 ВАХ обращенного диода

Обращенные диоды целесообразно использовать при выпрямлении малых переменных сигналов, составляющих несколько десятых долей вольта.

Поскольку принцип действия обращенных диодов основан на туннельном эффекте, их можно использовать в быстродействующих переключающих схемах или в схемах детекторов СВЧ

ВОПРОС 19

в диапазоне СВЧ (то есть частота >300 МГц) очень важное значение при создании диодов приобретают реактивные параметры. Корпус диода должен проектироваться таким образом, чтобы он имел минимальные величины собственной емкости и индуктивности, обеспечивал надежное крепление в СВЧ устройствах и давал возможность оптимального согласования с нагрузкой.

В настоящее время p-n переходы для диодов СВЧ получают по планарной технологии, используя диффузионные методы, а также применяют переходы с мезаструктурой. По своему назначению диоды СВЧ подразделяются на детекторные, переключательные, преобразовательные, параметрические и генераторные.

Рис 39 эквивалентная схема СВЧ диода

Детекторные диоды предназначены для детектирования сигналов СВЧ. Под детектированием понимают процесс выделения из модулированного напряжения сигнала более низкой частоты, по закону которого была осуществлена амплитудная модуляция высокочастотного сигнала. Главным параметром, определяющим характеристику детектора, является крутизна ВАХ в окрестности рабочей точки. Выходное напряжение детектора должно быть прямо пропорционально мощности сигнала СВЧ (квадрату входного напряжения).

К ВАХ детекторных диодов предъявляются специальные требования: прямая ветвь должна быть квадратична , что дает возможность по величине измеряемого тока определять СВЧ мощность, подаваемую на диод

Переключательные диоды

для переключения мощности, проходящей по СВЧ тракту, используются переключательные диоды. Они делятся на нерезонансные и резонансные. Переключение достигается за счет изменения сопротивления диода при подаче на него прямого и обратного напряжения.

В нерезонансных переключательных устройствах используется тот факт, что при подаче прямого смещения диод обладает малой величиной активного дифф-ного сопротивления, а при обратном смещении значительно большей. Основным требованием, предъявляемым к конструкции такого диода, является минимальная индуктивность вывода. А также емкость диода и патрона. В результате специально принятых мер переключающее устройство будет обладать практически активными сопротивлением в рабочем диапазоне частот.

В резонансных переключателях используется явление резонанса в параллельном и последовательном контурах, образованных емкостью p-n перехода, емкостью корпуса и индуктивностью выводов.

Преобразовательные диоды

Ряд функций могут выполнять преобразовательные диоды. Они могут быть смесительными, умножительными, модуляторными. Для всех этих целей используется нелинейность ВАХ диодов. Смесительные диоды при подаче двух сигналов различных частот позволяют получить разностную (промежуточную частоту). Они характеризуются такими параметрами, как: потери преобразования, коэффициент шума, выпрямленный ток. Потери преобразования определяются следующим образом:

; где - мощность СВЧ сигнала, подводимого к смесителю; - мощность сигнала промежуточной частоты.

Величина выпрямленного тока измеряется при подаче на диод заданного уровня мощности СВЧ сигнала.

Умножительные диоды.

Они предназначены для получения n-ной гармоники основного сигнала. Они характеризуются мощностью какой-либо гармоники при заданном значении мощности основной гармоники.

Модуляторные диоды позволяют получить модулированные колебания. Основной параметр – потери преобразований – определяются соотношением:

; Где - мощность модулированных колебаний; - выходная мощность.

Конструкция СВЧ диодов.

Основные типа конструкции СВЧ диодов – патронная и коаксиальная

Рис 40 патронная конструкция СВЧ диода. 1- фланец; 2 – настроечный фланец; 3 – керамическая втулка; 4 – контактная пружина; 5 – кристалл; 6 – нижний фланец

Патронная конструкции диода удобна для установки волноводной секции. А коаксиальная – в коаксиальных волноводах. С целью уменьшения влияния паразитных параметров, а также для обеспечения возможности использования диодов в микрополосковых и других малогабаритных устройствах, разработаны корпуса диодов, имеющие значительно меньшие размеры

ВОПРОС 20

Биполярные транзистор – это трех-электродный полупроводниковый прибор с двумя и более взаимодействующими электронно-дырочными переходами. В транзисторе чередуется по типу электропроводности три области полупроводника: коллектор, база, эмиттер.

Рис 41 планарная n-p-n структура БТ. 1 – коллекторный переход; 2 – эмиттерный переход.

На границе эмиттерной области с базовой, а также на границе базовой области с коллекторной образуются два электронно-дырочных перехода (эмиттерный и коллекторный). Переходы оказываются взаимодействующими, если расстояние между ними, называемое шириной базы, гораздо меньше дифф-ной длины подвижных носителей заряда.

Дифф-ная длина Lpn – это расстояние, которое проходит электрон и дырка от момента появления в проводнике до момента рекомбинации.

Площадь коллекторного перехода всегда больше площади эмиттерного перехода. Область эмиттера должна обладать более высокой электропроводностью, чем база и коллектор.

В зависимости от порядка чередования областей по типу проводимости различают структуры p-n-p и n-p-n

рис 42 плоская одномерная модель и условные обозначения БТ

как элемент электрической цепи транзистор используют таким образом, что один из его электродов является входным, другой выходным; третий электрод является общим относительно входа и выхода. В зависимости от того какой электрод является общим, различают 3 схемы включения: с общей базой (ОБ), общим эмиттером (ОЭ), общим коллектором (ОК).

рис 43 схемы включения БТ

ВОПРОС 21 часть 1

При работе транзистора к его электродам прикладывается напряжение от внешних источников питания. В зависимости от полярности напряжений, прикладываемых к электродам, каждый из p-n переходов транзистора может быть включен в прямом или обратном направлении, то есть возможны 4 режима работы транзистора

Режим отсечки. в режиме отсечки оба перехода включены в обратном переходе (высокоомное состояние эмиттер-коллектор). В электродах транзистора протекают тепловые токи обратно включенных переходов, которые и являются статическими параметрами режима отсечки. в каждой из трех схем включения транзистора эти параметры имеют определенные величины. Их обозначения имеют вид:

1. для схемы с ОБ:

2. для схемы с ОЭ:

3. для схемы с ОК:

первый индекс в обозначении указывает электрод, в котором протекает ток; второй индекс – схему включения; третий индекс – условие в оставшейся части схемы («о» - отсутствие тока в др. электроде, то есть холостой ход; «к» - короткое замыкание в оставшейся части схемы).

Режим насыщения. В режиме насыщения оба p-n перехода включаются в прямом направлении. Переходы насыщены подвижными носителями заряда, их сопротивления малы. Участок эмиттер-коллектор имеет высокую проводимость и может считаться короткозамкнутым. Статическими параметрами являются токи насыщения в токах транзистора и остаточные напряжения .

Отношение напряжений и токов соответствующих электродов дают величины сопротивлений насыщения

;

ВОПРОС 23

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)