|
| |
|
Слаботочка Книги различных частотах в диапазоне частот волновода, является конструкция, изображенная на рис. 2.4 [14, 17, 18] (метод согласования описан в § 2.3). Заметим, что эквивалентная схема диодов коаксиального и волноводного типов в отличие от рис. 1.13,а не содержит емкости С„, как это очевидно из их конструкции. Структура ДБШ (рис. 2.5) существенно отличается от структуры ТКД. Обычно ДБШ конструируют в миниатюрных керамических корпусах типа, приведенного на  Рис. 2.5. Схематическое изображение структуры ДБШ и прижимного контакта с малой поверхностью металлического слоя: / - металлическое основание: 2 - базовая пластина ннзкоомного полупроводника (GaAs нлн Si); Л - высокоомный слой того же полупроводника (толщина 0,5-1 мкм); 4 -защитная пленка диэлектрика (ЗЮг); 5 - поверхность прижимного контакта металл-металл; 6 - конец контактной пружины; 7 -пленка металла (Аи, Т1); в - , поверхность перехода металл-полупроводник (барьер Шотткн). рис. 1.15. В ДБШ для коротких см и мм волн диаметр контакта металл--полупроводник столь же мал, как и ТКД (меньше 10 мкм), поэтому электрический контакт с малой поверхностью металла осуществляют с помощью такой же тонкой контактной иглы, как ив ТКД (рис. 2.5) [12, 20, 23]. Вследствие этого конструкция таких ДБШ в основном совпадает с ТКД, принципиально отличаясь от него структурой выпрямляющего контакта.-Для микрополосковых схем СВЧ изготовляют бескорпусные ДБШ, которые непосредственно монтируют в схему и соединяют с нею, например, тонкими золотыми проволочками [4, 21, 22]. 2.2.3. Электрические характеристики Все параметры, которыми характеризуются смесительные диоды, выпускаемые промышленностью, и которые приводятся в качестве справочных данных (паспортные параметры), измеряют, помещая диод в специальную смесительную камеру, называемую измерительной и представляющую собой обычно простейший волноводный «широкополосный» смеситель. Поэтому подчеркнем, что параметры диода являются по существу параметрами такого «широкополосного» смесителя. Конструкцию и электрические размеры измерительной камеры обычно приводят в технических условиях на диоды. К наиболее важным параметрам диода относятся потери преобразования, илумовое отношение, нормированный коэффициент шума и выходное сопротивление. Другими параметрами являются КСВ входа, выпрямленный ток, а также характеристики, определяющие условия применения: рабочий диапазон волн (Ямин, .макс) максимальные значения непрерывной (Рнепдоп) и импульсной (Ридоп) СВЧ мощности, а также энергии пика (йпдоп) [8, 9]. Рассмотрим эти параметры. Потери преобразования диода (1д) характеризуют уменьшение мощности сигнала СВЧ (Рс) при его преобразовании в сигнал ПЧ (Рпч) и равны отношению номинальных мощностей этих сигналов - Рс н/Рпчн. (2.2) Обычно /.д выражают в децибелах. У диодов см волн д=3-г-9 дб, в мм диапазоне Lh=5-I5 дб (у ДБШ величина 1д меньше, чем у ТКД). Из-за влияния паразитных элементов диода Ад растет по .мере укорочения длины волны [20, 24]. Шумовое отношение**) д характеризует избыточные шумы, вносимые диодом на ПЧ по сравнению с шумами обычного резистора, и равно z u/kToAfu (2.3) где Ршвыхн - номинальная мощность шума ПЧ в полосе Д/пч на выходе диод в рабочем режиме. Для большинства типов диодов ?измеряют йри /пч> Ю Мгц (обычно используют /пч=30 Мгц), при этом обязательно исключают влияние шумов гетеродина на величину [3, 8]. При таких условиях различные типы диодов имеют * Величины Лмив, макс указывают для коаксиальных и волноводных диодов. Для диодов патронного типа, рабочая длина волны которых определяется используемой конструкцией камеры, обычно указывают частоту, на которой производят измерение паспортных параметров. ** Следует отличать это понятие от понятия отаосительной шумовой температуры четырехполюсника (§ В.2). 8-38 113 д=0,5-3 (заметим, что у ДБШ /д=0,5-1,5 [4, 12, 23] и во многих случаях д~1 i[21]). При работе с низкой ПЧ (/пч<0,10,2 Мгц), как уже указывалось в п. 2.2.1, из-за влияния 1/[-шума величина существенно возрастает, достигая в ТКД значений порядка 100 и более (в зависимости от /пч). У обращенных диодов и ДБШ величина на этих частотах на порядок и более ниже [10, 15, 16]. Из определения коэффициента шума (В.1) непосредственно следует, что коэффициент шума диода *) равен (2.4) т вых н Н kT„tAffm т , Т7 = ТЖЛ7~ Тогда общий коэффициент шума смесителя (диода) с УПЧ найдем по формуле (В.10): (2.5) где fn4 -коэффициент шума УПЧ. Нормированный коэффициент шума диода является его обобщенным параметром и определяется по формуле (2.5) при F„= = 1,5 дб (1,41), т. е. f норм = L д (-f f пч-1) = Z. д (-f 0,41). (2.6) У различных типов диодов см волн (при /пч>10 мгц) •Рнорм = 5-12 дб, в мм диапазоне Fhopm = 820 дб. Выходное сопротивление (Рд) представляет собой активную составляющую сопротивления диода на ПЧ, величину которого учитывают при выборе оптимальной связи смесителя с УПЧ для получения минимального пч [1, 6, 25], а также при подборе диодов в пары для балансных смесителей. Величина Рд для различных типов ТКД в основном лежит в пределах 250-550 ом, для ДБШ Рд 150-600 ом, ДОД Рд=«50-200 ом [9, 10, 12]. Реактивная составлявшая выходного сопротивления диода в «широкополосном» смесителе, а также в «узкополосном» смесителе с разомкнутой или короткозамк-нутой цепью частоты /з отсутствует. *) Напомним, что под параметрами диода понимаются параметры «широкополоснаго» смесителя с этим диодом. **> В дальнейшем иод обозначением f о у будем понимать общий коэффициент шума любого смесителя (небалаисиого или балансного) с УПЧ, вследствие чего правая часть этой формулы будет видоизменяться из-за учета дополнительных факторов, рассматриваемых ниже. П4 Однако следует учитывать емкость диода между выводами ПЧ. В диодах патронного типа влиянием этой емкости на ПЧ из-за ее малости можно пренебречь. В диодах коаксиального и волноводного типов емкость вывода ПЧ относительно корпуса диода составляет от единицы пикофарад (рис. 2.4) до 10-12 пф (рис. 2.3,6). Поэтому ее необходимо учитывать при определении общей выходной емкости смесителя. Импеданс диода на СВЧ зависит как от конструкции диода, размеров его элементов и свойств полупроводниковой структуры, так и от конструкции и размеров смесительной камеры. Другими словами, этот импеданс не всегда может быть определен однозначно. Поэтому диоды характеризуют не значением этого импеданса, а величиной его разброса в пределах данного типа диодов. Мерой этого разброса является максимальный КСВ диодов (рд) в измерительной камере [8]. Для различных типов диодов рдмакс лежит в пределах 1,3-3. Выпрямленный ток (/о) есть результат детектирования колебаний гетеродина и определяется вольт-амперной характеристикой диода. Ток /о представляет собой вспомогательный параметр. Для данного типа диода величина /о является удобной мерой подводимой мощности Рг. Кроме того, измерение /о представляет собой очень простой и надежный способ контроля исправности смесителя и гетеродина в действующем приемнике. У различных типов ТКД при Рг= 1 мет /о~0,5ч-1,5 ма. Мощности Рнепдоп, Рп доп И энсргия Unдоп хЗрактери-зуют электрическую прочность диода. При превышении этих уровней мощности мол<ет произойти необратимое ухудшение параметров диода или полное выгорание его выпрямляющего контакта. Непрерывная мощность Рнепдоп ограничивает максимально допустимую мощность Рг, а Ридоп и ипдоп характеризуют максимально допустимые уровни импульсной мощности и энергии пика при работе диода в схеме СВЧ устройства непосредственно после АП и УЗП (п. 1.3.1,а) или в смесителе АПЧ. По данным недавних исследований [16, 26] устойчивость современных смесительных диодов к выгоранию при воздействии весьма коротких импульсов (единиг наносекунд), соответствующих пику просачивающей мощности некоторых типов УЗП, следует характериз - 8* 115 вать не величиной Wn, а максимальной мощностью в пике, поскольку В таких случаях причиной выгорания диодов является не чрезмерный нагрев полупроводника, зависящий от величины Wn, а его электрический пробой СВЧ напряжением, т. е. пиковой мощностью. Для ТКД см волн /непдоп=15-т-30 мвт, Я„ доп= ЮО500 мет, Йп доп=0,20,5 эрг; на мм волнах Рнепдоп~5н-15 мвт, Ридоп =«20-150 мвт; \Гпдоп~0,010,1 эрг [9, 16, 24, 26]. Значения некоторых из этих величин для ДБШ могут быть заметно больше. Из приведенных данных видно, что по мере укорочения рабочей длины волны электрическая прочность диодов снижается (из-за уменьшения площади выпрям- исрм макс  0 50 ВО Г,Ггц Рис. 2.6. Максимально допустимые значения fuopM некоторых шро-мышлеиных типов смесителыпых диодов для диапазонов си и мм вол«. га cf я ч >о га Н ч о п § о м 2 а о S э-ш <а S ш в, 3 в. Е (в о or ю со о о со ю о о" ю ю о о § о о" о ооооо о о о о о 10 со со со со со -i (М ю - со со со о р о о о о о Ю о Ю Ю LO ю -«г ю ю - d ci d о ci d о оо оо о о о - - - - Ю lO о о о" со" со" t-." Mb \о 00 о оо" в> 00 00 00 о о со g
Самая актуальная информация купить мешок щебня в Нижнем Новгороде тут. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [17] 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 |