Страница: 5/12
Время формирования домена не должно превышать полупериода СВЧ-колебаний. Поэтому имеется и второе условие существования движущегося домена 
, из которого с учетом (1) получаем 
.
В зависимости от соотношения времени пролета и периода СВЧ-колебаний, а также от значений постоянного напряжения 
и амплитуды высокочастотного напряжения 
могут быть реализованы следующие доменные режимы: пролетный, режим с задержкой домена, режим с подавлением (гашением) домена. Процессы, происходящие в этих режимах, рассмотрим для случая работы диода Ганна на нагрузку в виде параллельного колебательного контура с активным сопротивлением 
на резонансной частоте и питанием диода от генератора напряжения с малым внутренним сопротивлением (см. рис.4,а). При этом напряжение на диоде изменяется по синусоидальному закону. Генерация возможна при 
.
При малом сопротивлении нагрузки, когда 
, где 
–сопротивление диода Ганна в слабых полях, амплитуда высокочастотного напряжения невелика и мгновенное напряжение на диоде превышает пороговое значение (см. рис.4,б кривая 1). Здесь имеет место рассмотренный ранее пролетный режим, когда после формирования домена ток через диод остается постоянным и равным 
(см. рис. 9.39, в). При исчезновении домена ток возрастает до 
. Для GaAs 
. Частота колебаний в пролетном режиме равна 
. Так как отношение 
мало, к.п.д. генераторов на диоде Ганна, работающих в пролетном режиме, невелик и этот режим обычно не имеет практического применения.
При работе диода на контур с высоким сопротивлением, когда 
, амплитуда переменного напряжения может быть достаточно большой, так что в течение некоторой части периода мгновенное напряжение на диоде становится меньше порогового (соответствует кривой 2 на рис.4,б). В этом случае говорят о режиме с задержкой формирования домена. Домен образуется, когда напряжение на диоде превышает пороговое, т. е. в момент времени 
(см. рис.4, г). После образования домена ток диода уменьшается до 
и остается таким в течение времени пролета 
домена. При исчезновении домена на аноде в момент времени 
напряжение на диоде меньше порогового и диод представляет собой активное сопротивление 
. Изменение тока пропорционально напряжению на диоде до момента 
, когда ток достигает максимального значения , а напряжение на диоде равно пороговому. Начинается образование нового домена, и весь процесс повторяется. Длительность импульса тока равна времени запаздывания образования нового домена 
. Время формирования домена считается малым по сравнению с и 
. Очевидно, что такой режим возможен, если время пролета находится в пределах 
и частота генерируемых колебаний составляет 
.
Реферат опубликован: 24/03/2009