14.4. Конструкции и эквивалентные схемы диодных генераторов

Для защиты от воздействия окружающей среды диодный крис­талл помещают в специальный герметичный корпус. В диапазоне крайне высоких частот (КВЧ) (миллиметровый диапазон) корпус диода имеет вид миниатюрной таблетки диаметром 0,5... 1 мм и высотой 0,2...0,5 мм (рис. 14.16), смонтированной на штифте тепло-

отвода. Герметизирующее кольцо выполняется из СНЧ- керамики рубина или кварца.

Эквивалентная схема диода в корпусе (рис. 14.17) включает в себя собственно кристалл и элементы, характеризующие влияние кор­пуса: индуктивность нГн, емкость пФ, и сопротивление Ом, с помощью которого учтены потери в соединительном проводнике, диэлектрике и базе диода.

Корпус диода всегда в большей или меньшей мере трансформи­рует комплексное сопротивление полупроводниковой структуры. В итоге характеристики диода по отношению к внешним выводам корпуса, которыми диод подключен к внешней цепи, могут ради­кально отличаться от первоначальных, свойственных чипу. В част­ности, и для ЛПД, и для ДГ характерно, что по отношению к выво­дам корпуса комплексное сопротивление диода представляет собой отрицательное сопротивление 1...5 Ом, соединенное последова­тельно с небольшим реактивным сопротивлением.

Сходство выходных комплексных сопротивлений ЛПД и ДГ порождает общность конструкций ГЛПД и ГДГ. Резонансную сис­тему диодного автогенератора (ДАГ) можно сформировать на основе коаксиальной, волноводной, микрополосковой линии и других типов линий передачи (рис. 14.18).

Например, нередко низкое комплексное сопротивление диода (Д) в корпусе согласовывают с волноводом стандартного сечения с помо­щью металлического диска (рис. 14.18, г), образующего радиальный резонатор с широкой стенкой волновода. Подвижные короткозамыка-тели служат для механической перестройки частоты колебаний. Обычно используется низший по частоте резонанс (основной тон)

Рис. 14.16. Диод КВЧ-диапазона в корпусе:

1— полупроводниковый кристалл; 2 — штифт теплоотвода; 3 — герметизирующее диэлектрическое кольцо; 4 — соединительная лента; 5 — крышка корпуса

Рис. 14.18. Эскизы конструкций диодных генераторов:

а— коаксиальная; б— волноводная; в — микрополосковая с диэлектрическим резо­натором (ДР); г — волноводная с радиальным резонатором распределенного контура. Поэтому длина резонатора в этом случае равна приблизительно половине длины волны в линии. (Вспомните про низкое комплексное сопротивление диода!) Связь с нагрузкой регулируется вращением петли связи (рис. 14.18, а) либо использова­нием подстроечных штырей (на рис. 14.18, б штырь расположен на расстоянии от диода) и диафрагм.

Эквивалентные схемы ДАГ включают в себя три основных звена: кристалл АЭ, корпус диода и внешнюю цепь. В простейшем случае вне­шнюю цепь можно представить одиночным колебательным контуром. Тогда схема ДАГ становится двухконтурной (рис. 14.19), для которой существуют две частоты связи. При включении питания устанавлива­ется та частота связи, для которой больше запас по самовозбуждению. Это может стать причиной скачков частоты и амплитуды при изменении связи с нагрузкой и перестройке генератора по частоте.

Рис. 14.19. Двухконтурная ЭС диодного генератора