Страница: 8/12
Режим ОНОЗ и гибридные режимы работы диода Ганна относят к режимам с «жестким» самовозбуждением, для которых характерна зависимость отрицательной электронной проводимости от амплитуды высокочастотного напряжения. Ввод генератора в гибридный режим (как и в режим ОНОЗ) представляет сложную задачу и обычно осуществляется последовательным переходом диода из пролетного режима в гибридные.
|
|
Рис.8. Электронный к. п. д. генераторов на диоде Ганна из GaAs для различных режимов работы:
1–с задержкой формирования домена
2–с гашением домена
Рис.9. Временная зависимость напряжения (а) и тока (б) диода Ганна в режиме повышенного к. п. д.
3–гибридный
4–ОНОЗ
Конструкции и параметры генераторов на диодах Ганна.
На рис.8 приведены значения максимального электронного к.п.д. диода Ганна из GaAs в различных режимах работы. Видно, что значения 
не превышают 20%. Повысить к.п.д. генераторов на диодах Ганна можно за счет использования более сложных колебательных систем, позволяющих обеспечить временные зависимости тока и напряжения на диоде, показанные на рис.9. Разложение функций 
и 
в ряд Фурье при 
и 
дает значения электронного к. п. д. для диодов Ганна из GaAs 
25 %. Достаточно хорошее приближение к оптимальной кривой получается при использовании второй гармоники напряжения. Другой путь повышения к.п.д. состоит в применении в диодах Ганна материалов с большим отношением 
. Так, для фосфида индия оно достигает 3,5, что увеличивает теоретический электронный к. п. д. диодов до 40 %.
Следует иметь в виду, что электронный к.п.д. генераторов на диодах Ганна уменьшается на высоких частотах, когда период колебаний становится соизмеримым с временем установления ОДП (это проявляется уже на частотах ~30 ГГц). Инерционность процессов, определяющих зависимость средней дрейфовой скорости электронов от поля, приводит к уменьшению противофазной составляющей тока диода. Предельные частоты диодов Ганна, связанные с этим явлением, оцениваются значениями ~100 ГГц для приборов из GaAs и 150–300 ГГц для приборов из InP.
Выходная мощность диодов Ганна ограничена электрическими и тепловыми процессами. Влияние последних приводит к зависимости максимальной мощности от частоты в виде 
, где постоянная 
определяется допустимым перегревом структуры, тепловыми характеристиками материала, электронным к.п.д. и емкостью диода. Ограничения по электрическому режиму связаны с тем, что при большой выходной мощности амплитуда колебаний 
оказывается соизмеримой с постоянным напряжением 
на диоде: 
.
В доменных режимах 
поэтому в соответствии с 
имеем:
Реферат опубликован: 24/03/2009