- •Микроволновые приборы и устройства
- •1. Исследование детекторных диодов
- •1.1. Основные теоретические положения
- •1.2. Описание объекта исследования
- •1.3. Описание измерительной установки
- •1.4. Предварительное задание
- •1.5. Основное задание
- •1.6. Содержание отчета
- •1.7. Контрольные вопросы
- •2. Исследование характеристик переключателя и ограничителя наp-I-nдиодах
- •2.1. Основные теоретические положения
- •2.1.1. Переключатель на p-I-nдиодах
- •2.1.2. Ограничительные диоды
- •2.2. Описание объекта исследований
- •2.3. Описание измерительной установки
- •2.4. Предварительное задание
- •2.5. Основное задание
- •2.6. Содержание отчета
- •3.2. Описание объекта исследований
- •3.3. Схема измерительной установки
- •3.4. Предварительное задание
- •3.5. Основное задание
- •3.6. Содержание отчета
- •3.7. Контрольные вопросы
- •4. Исследование генератора и усилителя на диоде ганна
- •4.1. Основные теоретические положения
- •4.2. Описание объекта исследований
- •4.3. Описание экспериментальной установки
- •4.4. Предварительное задание
- •4.5. Основное задание
- •4.6. Содержание отчета
- •4.7. Контрольные вопросы
- •5. Исследование умножителя частоты на варакторном диоде
- •5.1. Основные теоретические сведения
- •5.1.1. Устройство и принцип действия варактора
- •5.1.2. Устройство и принцип действия умножителя частоты
- •5.2. Описание объекта исследований
- •5.3 Описание измерительной установки
- •5.3. Предварительное задание
- •5.4. Основное задание
- •5.5. Содержание отчета
- •6.2. Основные расчетные соотношения
- •6.2.1. Определение параметров барьера
- •6.2.2. Определение параметров токового канала
- •6.3. Характеристика программы анализа статических и малосигнальных параметров птш
- •6.4. Предварительное задание
- •6.5. Основное задание
- •6.6. Содержание отчета
- •7. Исследование усилителя на основе полевого транзистора свч
- •7.1. Теоретические положения
- •7.2. Описание объекта
- •7.3. Описание измерительной установки
- •7.4. Предварительное задание
- •7.5. Основное задание
- •7.6. Содержание отчета
- •7.7. Контрольные вопросы
- •8. Исследование свч биполярного транзистора
- •8.1. Основные положения
- •8.1.1. Дифференциальные параметры транзистора
- •8.1.2. Гибридная схема замещения транзистора
- •8.2. Экспериментальное определение -параметров в схеме с оэ
- •8.3. Выполнение работы
- •8.4. Содержание отчета
- •Список литературы
- •Оглавление
- •197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5
1.2. Описание объекта исследования
На СВЧ используются, в основном, детекторные диоды двух типов: ДБШ и ОТД. Рассмотрим наиболее типичные конструкции детекторных диодов. Исторически первый вариант конструкции диода с барьером Шоттки представляет собой структуру с контактом металл–полупроводник, созданным в точке соприкосновения металлической проволоки с поверхностью поликристаллической пластины кремния. Такая конструкция получила название точечного диода.
Как показано на рис. 1.7, точечный диод состоит из поликристаллического образца кремнияp-типа1, в контакте с которым находится пружина из заостренной на конце вольфрамовой проволоки2. Электроды3и4спаяны с керамическим корпусом5. Острие пружины приваривается к полупроводнику пропусканием импульса тока. В месте сварки образуется барьер Шоттки весьма малой площади, что обусловливает малую емкость перехода и высокое значение. Такая структура далека от совершенства, что приводит к отклонению его ВАХ от идеальной и появлению избыточных шумов.
Эти недостатки отсутствуют в планарных диодах – эпитаксиальных структурах с напыленной металлической пленкой (рис. 1.8). Такой ДБШ представляет собой мезаструктуру из арсенида галлия. Металлизация 1, нанесенная методом вакуумного испарения, образует с эпитаксиальной пленкой-типа барьер Шоттки2, по своим свойствам близкий к идеальному. Сильнолегированнаяn+-подложка3способствует малому сопротивлению.Ввиду этого, несмотря на большую по сравнению с точечным диодом емкость, такой ДБШ имеет более высокую критическую частоту при меньшем уровне шумов.
Обращенные туннельные диода содержат узкий -переход, образованный в германии (или в любом другом полупроводнике) методом диффузии или вплавления. Обычно такой переход создается в месте контакта германия-типа с пружиной из сплава.В отличие от обычных туннельных диодов, в ОТД вырожденной является только одна сторона -перехода, вследствие чего ВАХ не имеет падающего участка на зависимости.
Такой тип диод имеет высокую токовую чувствительность, малые шумы и может работать без постоянного смещения. К числу недостатков ОТД относится большая емкость p-перехода, для уменьшения которой стремятся к уменьшению площади, что в свою очередь сокращает допустимые уровни детектированной СВЧ мощности.
1.3. Описание измерительной установки
Измерительная установка состоит из двух частей. Первая предназначена для снятия статических ВАХ и включает в себя плату, на которой укреплены диоды разных типов, коммутирующий переключатель, источник питания и амперметр. Вторая часть используется для измерений на СВЧ. Схема измерительной установки показана на рис. 1.9. В состав схемы входят генератор 1, подключенный через вентиль2, калибровочный аттенюатор3и измерительная линия4, подключенная к волноводной головке5.Она содержит встроенный аттенюатор6, волноводный трансформатор 7, исследуемый детекторный диод 8 и фильтр нижних частот 9. Постоянное смещение от источника 10 подается на диод через мультиметр, использующийся как микроамперметр 11 и дроссель 12, служащий для развязки цепей сигнала и смещения. Чтобы исключить наводки, микроамперметр и дроссель помещены в ферромагнитный экран 13. Сигналы с зонда измерительной линии и выхода детектора с помощью переключателя 14 подаются на вход усилителя 15, а затем на осциллограф 16. Для индикации сигналов с измерительной линии и с выводов исследуемого диода могут применяться отдельные приборы.