23. Инвертирующие и трансформирующие цепи согласования.

Т и П - образные цепи (инвертирующие цепи).

где - входное сопротивление согласующей цепи; - сопротивление нагрузки;  - характеристическое сопротивление согласующей цепи.

Особенности инвертирующей цепи состоят в следующем: …

В качестве примера на рис. 4.14 приведены Т- и П- образные согласующие цепи, которые позволяют преобразовывать сопротивления при выполнении следующих условий:

и

Трансформирующие цепи.

где n - коэффициент трансформации.

Особенности трансформирующих цепей: …

Трансформирующая цепь образуется каскадным соединением Г-образных звеньев.

В этой схеме величины элементов выбираются согласно соотношению

25. Квадратурный мост.

Мостовым устройством называют многополюсник, с помощью которого осуществляется совместная взаимонезависимая работа двух (и более) источников колебаний на общую нагрузку.

В квадратурном мостовом устройстве сложение колебаний происходит в квадратуре или со сдвигом фаз в 90⁰.

Волновые сопротивления

26. Синфазный мост.

В синфазном мостовом устройстве сложение колебаний происходит в фазе..

При резистивных сопротивлениях R_н, R_вх, и R_б в качестве четырехполюсника могут быть использованы Т- или П-образные согласующие цепи (предпочтительнее ФНЧ), или четверть волновые отрезки линий передач.

В этой схеме использованы две П-образные цепочки, причем L = 1/С = X

в микрополосковом исполнении. Схема аналогична предыдущей схеме, но в этой схеме вместо П-образных цепочек включены четвертьволновые отрезки микрополосковой линии с волновым сопротивлением

28. Гетеропереходы. Понятие о сверхинжекции и двумерном электронном газе. Усилители на гетеропереходах.

Гетеропереход образуется при контакте двух полупроводниковых кристаллов, имеющих разную ширину запрещенной зоны - E_g, одинаковую кристаллическую структуру и равные постоянные кристаллической решетки

29. Варикапы и варакторы. Характеристики. Эквивалентные схемы. Справочные параметры.

Варикапами и варакторами называют полупроводниковые диоды с p-n переходом, величина емкости которых зависит от приложенного к диоду напряжения. Данные диоды относят к управляющим реактивным диодам, так как они изменяют свое реактивное сопротивление при изменении приложенного напряжения.

Варикапы используют в режиме управляемой емкости, когда значение емкости управляется постоянной составляющей напряжения, приложенного к диоду. Поэтому варикапы применяются для создания контуров с переменной резонансной частотой.

Варакторы используют в режиме нелинейной емкости, при котором используется зависимость емкости от мгновенного значения переменного напряжения, что позволяет применять варакторы для умножения частоты.

Основной характеристикой для нелинейной емкости является вольт-кулоновая характеристика - зависимость заряда q от приложенного к нелинейной емкости напряжения u.

У варикапов и варакторов величина барьерной емкости с увеличением обратного напряжения уменьшается, так как при этом увеличивается ширина обедненной области. Поэтому вольт-кулоновая характеристика барьерной емкости имеет вид

При отсутствии внешнего напряжения вследствие существования обедненного слоя в p-n переходе сосредоточен некоторый начальный заряд q₀ неэкранированных носителями ионов примесных атомов.

Вольт-фарадная характеристика - зависимость емкости диода от постоянного (обратного) напряжения, приложенного к диоду

Таким образом, эта характеристика является производной от вольт-кулоновой характеристики, то есть

Эквивалентная схема диода

Рис.5.3. Эквивалентная схема варикапа (варактора)

В этой схеме нелинейная емкость и нелинейное сопротивление диода в зависимости от приложенного напряжения соответствуют

где С_б и С_Д - барьерная и диффузионная емкости диода, R - сопротивление утечки, - сопротивление рекомбинации, i_β - ток рекомбинации, r_s- сопротивление потерь.

Чтобы диод вел себя как емкость, необходимо чтобы емкостное сопротивление диода было существенно меньше, чем сопротивление R_Д и больше, чем сопротивление r_S, то есть

и

Отсюда получим диапазон частот, в котором можно пренебречь сопротивлениями R_Д и r_S.

Частота носит название граничной частоты и определяет верхнюю границу рабочей частоты диода.

Частота, которая определяет нижнюю границу частотного диапазона диода,

, где - время жизни носителей.

Справочные параметры диода

Номинальная емкость диода - емкость С_б при обратном справочном напряжении U_спр, то есть при напряжении, при котором определяется ряд параметров варикапа.

Добротность диода - отношение реактивного сопротивления диода к сопротивлению потерь определяется как

Граничная частота - .

Сопротивление потерь - r_S.

Время жизни носителей заряда - .

Максимально допустимое запирающее напряжения на диоде - U_доп .

Максимально допустимая рассеиваемая мощность на диоде - P_рас.

Время восстановления закрытого p-n перехода - t_в.