Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Левинштейн М.Е. -> "Эффект Ганна " -> 85

Эффект Ганна - Левинштейн М.Е.

Левинштейн М.Е., Пожела Ю.К., Шур М.С. Эффект Ганна — М.: Советское радио, 1975. — 288 c.
Скачать (прямая ссылка): effektganna1975.djvu
Предыдущая << 1 .. 79 80 81 82 83 84 < 85 > 86 87 88 89 90 91 .. 159 >> Следующая

Рис. 8.1. Зависимости поля на диоде и тока через диод от времени: а -*
вольт-амперная характеристика диода
Ганна; б - зависимость поля на диоде от времени для запаздывающего
режима; в - зависимость тока через диод от времени для запаздывающего
режима; г, д - аналогичные зависимости для режима гашения. Т - период
колебаний, тп - "пассивная" часть периода, при которой образец
представляет собой омическое сопротивление, та - активная часть периода,
когда в образце существует домен.
*> Реальная СВЧ цепь может иметь сложную зависимость импеданса от
частоты. Так, например, практически важным является случай, когда СВЧ
резонатор обладает заметным импедансом на нескольких гармониках основной
частоты. В этом случае к диоду оказывается приложенной сумма
синусоидальных напряжений на соответствующих гармониках (параллельные
LCR-контура, п. 8.3.4) или через диод протекает сумма синусоидальных
токов (последовательные LC#-контур а).
165
в этом режиме, очевидно, меньше, чем пролетная частота и может быть
перестроена изменением собственной частоты резонатора.
При дальнейшем повышении амплитуды СВЧ поля, при Е0-?а<е0 (рис. 8.1,г),
домен исчезает, не доходя до анода, в момент, когда суммарное поле
смещения на диоде становится равным ?а (рис. 8.1,д). Этот режим носит
название "режима с подавлением домена" (режим гашения). Частота колебаний
в этом режиме может быть как больше, так и меньше пролетной и, так же как
и в предыдущем режиме, может перестраиваться резонатором.
Для всех описанных выше режимов период колебаний велик по сравнению со
временем формирования домена. Когда частота резонатора становится
порядка, обратного времени формирования, диод (при условии Ей-Еа<ей,
необходимом для подавления домена) попадаетвтак называемый "гибридный"
режим. От режима гашения гибридный режим отличается тем, что домен в этом
режиме рассасывается, не успев сформироваться окончательно. Гибридный
режим в GaAs диодах Ганна оказывается наиболее эффективным в области
частот до 10 ГГц и является промежуточным по отношению к режиму гашения и
режиму ограничения накопления пространственного заряда (ОНОЗ или ?5Л).
В режиме ОНОЗ частота резонатора должна быть много больше обратного
времени формирования домена. При этом домены не успевают формироваться, и
зависимость тока от поля повторяет кривую v(E) (гл. 9). Режим ОНОЗ
особенно эффективен на высоких частотах (/^10 ГГц), поскольку в этом
режиме полностью снимаются ограничения, связанные не только со временем
пролета домена, но и со временем его формирования. Наибольшая частота
генерации, полученная в режиме ОНОЗ, составляет 160 ГГц [1].
Если напряжение на диоде меняется со скоростью dU/dt^ 1012 В/с, то в нем
образуется несколько доменов (гл. 6). При этом возможен многодоменный
режим генерации. В настоящее время технические возможности этого режима
исследованы недостаточно.
Благодаря тому, что при образовании домена ток падает, на средней по
времени вольт-амперной характеристике образца появляется скачок тока при
E-Et (§ 6.1). Если подключить такой образец к колебательному контуру с
собственной частотой, меньшей пролетной, в цепи возникнут релаксационные
колебания с частотой, близкой к частоте цепи. Приконтактные явления,
неоднородность легирования и другие факторы могут "смазывать" скачок тока
на средней по времени вольт-амперной характеристике. Однако и при
отсутствии скачка тока эта характеристика может оказаться падающей. В
этом случае в колебательном контуре, к которому подключен диод, возникают
синусоидальные колебания на частоте контура. Релаксационные и
синусоидальные колебания такого типа носят название низкочастотных
осцилляций. Они наблюдались в диапазоне частот от 1 кГц до частот порядка
пролетной частоты.
Рассмотренная выше классификация режимов работы диода основывается на
работах Ганна [2] и Коплэнда [3]. В некоторых статьях принята, однако,
менее подробная классификация: пролетный режим, запаздывающий режим и
режим гашения называют ганновской или пролетной модой (режимом)
колебаний. Классификацию режимов работы диода Ганна удобно
проиллюстрировать с помощью качественной диаграммы на fL, щЬ плоскости
(рис. 8.2), аналогичной предложенной
ранее Коплэндом [3]. Параметр fL стабильное Режим оноз
пропорционален отношению частоты усиление Tt0lf*2WscM~3c
колебаний (частоты резонатора) к пролетной частоте <(fo~tid/L).
Физический смысл параметра ПоЬ обсуждался в гл. 1.
На диаграмме отмечено несколько основных областей. Малым ПоЬ
соответствует область стабильности.
На частотах, близких к пролетной, при /го?~1010 ... 5-1011 см~2 диод
может работать в режиме стабильного усиления. Линии ПоЦ-2-104 и ti0/f=2 *
105 см-3 ограничивают об. ласть, соответствующую режиму ОНОЗ (подробнее
см. гл. 9). Более низким частотам соответствуют гибридный режим,
ганновские моды колебаний (режим гашения, пролетный режим, режим
запаздывания) и низкочастотные осцилляции. Разумеется, границы областей
Предыдущая << 1 .. 79 80 81 82 83 84 < 85 > 86 87 88 89 90 91 .. 159 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed