АЦЭ - Разработка и расчёт автогенератора на диоде ганна с перестройкой частоты

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение 2

2. Техническое задание и исходные данные 3

3. Обзор литературных источников 4

I Междолинный переход электронов 4

II Дипольные домены и возможные режимы работы диодов Ганна 7

IIIРежим с обогащенным слоем 10

IV Мощность и КПД диодов Ганна 12

4. Выбор структуры автогенератора и типа диода 13

5. РАСЧЁТ АВТОГЕНЕРАТОРА И РЕЗОНАНСНОЙ СИСТЕМЫ 14

I Расчёт параметров варактора 14

II Определение пределов перестройки частоты автогенератора 15

III Определение нелинейности статической модуляционной характеристики 16

IV Расчёт резонатора автогенератора 18

V Расчёт оптимального сопротивления нагрузки и КПД резонансной системы 19

6. Заключение 23

7. Список литературы 24

Разработка и расчёт автогенератора на диоде Ганна с перестройкой частоты

Литера

Масса

Масштаб

Из м

Лист

№ документ а

Подпись

Дата

Разработал

Проверил

Т . Контр

Лист 1

Листов 24

Н. Контр

Утвердил

ВВЕДЕНИЕ

В цепи, с подключенным диодом Ганна, возникает переменный ток. Причем частота изменения тока равняется величине, обратной времени пролёта электронов от катода до анода. Далее в курсовой будет показано, что генерация переменного тока обусловлена эффектом междолинного перехода электронов, стимулированного сильным электрическим током. Данный эффект бил использован для построения на основе Диодов Ганна высокочастотных генераторов. Так как эти генераторы обладали хорошими шумовыми характеристиками, то это и позволило применение таких генераторов на аппаратуре с высокой чувствительностью, а также такие генераторы не требовали применения высоковольтных источников питания.

Конечно, кроме выше перечисленных преимуществ в диодов Ганна были и некоторые недостатки. Основными недостатками генераторов на основе диодов Ганна была их малая выходная мощность и КПД. Но это не повлияло на пренебрежение их, как ключевого звена современной СВЧ техники. Они превосходили иных генераторов своим гарантийным сроком службы, который может достигать сотню лет, а иногда и превышать его.

Целью данного курсового проекта является расчёт автогенератора на диоде Ганна с перестройкой частоты в диапазоне частот от 11,4 до 11,6 ГГц (сантиметровый диапазон), с мощностью не менее 5 мВт.

Лист

2

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Разработать и рассчитать автогенератор на диоде Ганна с перестройкой частоты.

Исходные данные

1) Диапазон перестройки частоты от 11,4 до 11,6 ГГц

2) Выходная мощность не менее 5 мВт

Лист

3

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Диоды Ганна

Приборы на эффекте междолинного

перехода электронов.

В 1963 г. Ганн установил, что при наложении постоянного электрического поля, с напряжённостью выше некоторого порогового значения, на монокристаллический образец из арсенида галлия или фосфида индия его сопротивление начинает периодически изменяться с частотой, лежащей в СВЧ - диапазоне. В результате в цепи, в которую включён такой образец, возникает переменный ток СВЧ - диапазона. Причем частота изменения тока равняется величине, обратной времени пролёта электронов от катода до анода. В дальнейшем было показано, что генерация переменного тока обусловлена эффектом междолинного перехода электронов, стимулированного сильным электрическим током.

Междолинный переход электронов

Эффект междолинного перехода рассматривается на примере арсенида галлия и фосфида индия, структура энергетических зон которых представлена на рис [ 1 ] . При малой напряжённости электрического поля в образце все электроны находятся в нижней долине зоны проводимости, расположенной в точке Г (рис [ 1 ] ).