1. От чего зависит частота, генерируемая лпд (кроме длины области дрейфа)?
Частота, генерируемая лавинно-пролетным диодом (ЛПД), зависит от следующих факторов:
• Время пролета электронов: Время, необходимое электронам для прохождения через зону обеднения i-слоя. Чем короче время пролета, тем выше генерируемая частота.
• Напряжение смещения: Более высокое обратное напряжение смещения приводит к более сильному электрическому полю в зоне обеднения, что сокращает время пролета электронов и увеличивает генерируемую частоту.
• Толщина i-слоя: Более тонкий i-слой приводит к более короткому времени пролета электронов и более высокой генерируемой частоте.
• Концентрация примесей в областях n и p: Концентрация примесей влияет на ширину зоны обеднения и, следовательно, на время пролета электронов. Более высокая концентрация примесей приводит к более узкой зоне обеднения и более короткому времени пролета, что увеличивает генерируемую частоту.
• Температура: Более высокая температура приводит к увеличению теплового шума, который может вызвать более ранний лавинный пробой и, следовательно, более высокую генерируемую частоту.
В целом, генерируемая частота ЛПД пропорциональна обратному значению времени пролета электронов. Таким образом, оптимизируя вышеперечисленные факторы, можно настраивать генерируемую частоту в соответствии с требуемыми характеристиками.
2. Зависимости частоты и мощности от тока и положения плунжера.
Для обеспечения генерации в системе диод – СВЧ-тракт необходимо выполнение баланса амплитуд и фаз:
СВЧ-колебания в генераторе возбуждаются, когда отрицательное сопротивление ЛПД превысит суммарные потери в системе, включая потери в диоде, резонансном контуре и схеме. Пусковой ток растет с ростом частоты, обычно он составляет десятки и сотни миллиампер. Условие (3.4) определяет частоту генерации. Эквивалентные параметры диода изменяются в зависимости от протекающего через диод постоянного тока I, поэтому частота и мощность генератора будут зависеть от режима питания. Выражения (3.3), (3.4) показывают также, что изменения мощности и частоты можно достигнуть за счет изменения параметров схемы.
Таким образом за счёт изменения тока или положения плунжера эквивалентные параметры диода изменяются, поэтому частота генерации будет изменяться.
В лабе, зафиксировав ток 30 и 37 мА, мы получили колебания мощности генерации, изменяя при этом положение плунжера, что характерно для стоячих электромагнитных волн. Колебания мощности происходят из-за того, что при перемещении плунжера изменяется проводимость схемы на «зажимах» диода, что приводит к изменению частоты и мощности генерации.
3. Явление затягивания частоты.
Подобная картина изменения ω и Pген наблюдается также, когда появляется отраженная волна от нагрузки. Такое явление получило название затягивания частоты генератора нагрузкой.
ИНФА от БОТА:
Явление затягивания частоты генератора нагрузкой в лавинно-пролетных диодах (ЛПД) относится к способности нагрузки влиять на генерируемую ЛПД частоту. Это происходит из-за взаимодействия между выходным импедансом ЛПД и импедансом нагрузки.