Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Муромский институт (филиал)
государственного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Владимирский государственный университет»
РАДИОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРИЁМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЙ
Методические указания по выполнению лабораторных работ
для студентов образовательной программы 200102.65
Приборы и методы контроля качества и диагностики
Часть 1
Составитель:
И.Н. Ростокин
Муром
2009
УДК 621.385.6(07)
ББК 32.849 я7
Р 15
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Муромского института (филиала)
Владимирского государственного университета
Р 15 Радиометрические приёмники излучений: Методические указания по выполнению лабораторных работ. В 2 ч. Ч. 1. / сост.: И.Н. Ростокин.– Муром: Изд.-полиграфический центр МИ ВлГУ, 2009.– 66 с.
Программа лабораторных занятий включает постановку и проведение лабораторного практикума, определённого рабочей программой по дисциплине «Радиометрические приёмники излучений» для специальности 200102.65 «Приборы и методы контроля качества и диагностики».
УДК 621.385.6(07)
ББК 32.849 я7
Муромский институт (филиал)
государственного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Владимирский государственный университет», 2009
Лабораторная работа №1 микрополосковые свч – коммутаторы
Цель работы: анализ и синтез конструкций микрополосковых СВЧ-коммутаторов, приобретение навыков проектирования СВЧ-модулей первого уровня.
1.1 Общие сведения о полупроводниковых свч-коммутаторах
СВЧ-коммутаторы - это многополюсные устройства, имеющие один или несколько входов и ряд выходов. Сигналы, подаваемые на входы, передаются по одному или нескольким изменяемым каналам на выходы, с минимальными потерями, при условии согласования на входах. Существуют разнообразные типы СВЧ-коммутаторов. В простейшем случае единственный вход коммутатора соединяется по выбору с одним из п выходов. В микроэлектронных устройствах СВЧ наибольшее распространение получили коммутаторы с использованием переключательных p-i-n диодов.
Рассмотрим вначале особенности p-i-n диодов. Основой любого p-i-n диода является трехслойная полупроводниковая кремниевая структура, имеющая высокоомную внутреннюю i-область, толщиной от единиц до сотен микрометров. Проводимость i-слоя зависит от полярности приложенного напряжения. При переходе от режима прямого тока к режиму обратного смещения, проводимость может изменяться на четыре порядка. При прямом и обратном смещениях p-i-n диод с достаточной степенью точности может рассматриваться как линейный пассивный двухполюсник.
Обобщенная схема p-i-n диода на СВЧ показана на рисунке 1.1.
Рис. 1.1. Схема p-i-n диода в корпусе.
С-емкость p-i-n структуры, rs - сопротивление потерь в сильно легированных областях, омических контактах и выводах диода, L-индуктивность вывода диода, R, - сопротивление i-слоя, Ск – емкость корпуса.
Для бескорпусных диодов Ск и L из схемы можно исключить. Сопротивление rs составляет от десятых долей до нескольких Ом и уменьшается в режиме обратного смещения. Сопротивление Я,, в режиме прямого смещения, для различных диодов находится в пределах от долей до единиц Ом. При обратном смещении это сопротивление достигает величины нескольких кОм.
Емкость i-слоя практически не зависит от режима работы p-i-n диода и для современных поверхностно ориентированных диодов величина С, может быть меньше 0,01 пФ. Конкретные значения параметров диодов указываются в справочных данных, например [1].
Любое коммутационное устройство можно рассматривать как сочетание определенным образом, выполненных p-i-n диодных выключателей. Поэтому рассмотрим возможные схемы построения выключателей как сочетание p-i-n диода с отрезками передающих линий.