Радиопередающие устройства

Итак, частота выходного сигнала генератора на диоде Ганна (ГДГ) определяется длиной области дрейфа Lобр и напряжением, приложенным к полупроводниковому образцу. Тем не менее на практике в схемы ГДГ для стабилизации частоты включается резонатор, обычно–диэлектрический, выполненный в виде шайбы из диэлектрического материала с высоким значением . В этом случае частота выходного сигнала ГДГ будет определяться также и частотой настройки резонатора.

Применение стабилизирующих резонаторов в ГДГ позволяет

–повысить долговременную стабильность частоты выходного сигнала,

–увеличить Рвых и  КПД  ГДГ,

–снизить уровни собственных шумов и высших гармоник в выходном сигнале ГДГ,

–уменьшить вероятность возбуждения колебаний на паразитных частотах.                                                 

         Современная электронная промышленность выпускает ДГ в волноводном, коаксиальном и МПЛ–исполнениях на частоты до 40ГГц и уровни выходной мощность в доли Вт. КПД ГДГ обычно не превышает 10%, стабильность частоты при использовании ДР –очень высокая; диапазон перестройки может достигать октавы, а скорость электронной перестройки также очень высокая– до 2ГГц/мкс.

          Примеры промышленных ДГ: 3А725А…Е (5–8ГГц, 0,25Вт), 3А726А…Е (8–16ГГц, 0,2Вт), 3А728А..В (25–37ГГц 0.05Вт) и  аналогичные.

    В современной РЭА ГДГ широко используются  в качестве источников гетеродинных сигналов в аппаратуре СВЧ диапазона.

Генераторы  на лавинно-пролетных диодах (ГЛПД)

  Механизм работы лавинно-пролетного  диода (ЛПД) основывается на двух  явлениях:

1.Ударной лавинной ионизации, приводящей к генерации носителей заряда в полупроводнике,

2. Дрейфе этих носителей заряда через пролетную область, при этом время дрейфа в итоге определит частоты выходного сигнал ГЛПД.

      Лавинный пробой при подаче на полупроводниковый образец напряжения большего напряжения пробоя возникает в месте максимальной напряженности поля, а именно в месте специально сформированного р+-n–перехода. Далее этот сгусток избыточных электронов, образованный в результате лавинного пробоя, дрейфует в направлении области с концентрацией n+. Размеры области дрейфа определяют время дрейфа и таким образом–частоту выходного сигнала ГЛПД.

Режим работы ЛПД устанавливается таким, чтобы пробой и образование лавины начинались в тот момент, когда сумма напряжений постоянного (напряжения питания) и амплитуды переменного напряжения СВЧ сигнала превысит напряжение пробоя полупроводника. В дальнейшем движущийся в области дрейфа сгусток электронов отдает энергию электромагнитному полю, в результате чего и возникает процесс генерации.

       Для ЛПД частота выходного сигнала и размеры пространства дрейфа связаны соотношением  f= vдр /2 . Тогда при скорости перемещения лавины в пространстве дрейфа равной 107 см/с получим f= 50/ . Подставляя в мкм, получаем значение f в ГГц.

        ГЛПД широко используются в качестве маломощных генераторов в диапазоне 5…100ГГц (диоды КА706, АА707, КА717 и др.). Уровень их выходной мощности может достигать единиц Вт (в импульсном режиме–до 30 Вт), КПД около 10%.