Параметры диода на низкой частоте. Для малого сигнала вблизи выбранной рабочей точки, характеризуемой напряжением постоянного смещения (Jo и током /о, вольт-амперную характеристику диода можно аппроксимировать рядом

(10.6)

Ограничимся первыми двумя членами ряда. При этом по самому смыслу разложения в ряд должно выполняться соотношение

- = - и< 1.

(10.7)

Рис. 10.4. Упрощенная эквивалентная схема детектора

В соответствии со схемой рис. 10.4 представим напряжение и ток диода в виде суммы постоянной и переменной составляющих:

и - щ cos (i)t, i = ig -j- г\ Gos erf. ,

(10.8)

Подставив это в формулу (10.6), получим следующую связь между компонентами тока и напряжения с учетом неравенства (10.7):

, Ь 2

(10.9)

В этом и следующем подразделах, говоря о диоде, мы будем иметь в виду непосредственно выпрямляющий контакт. Реактивные элементы корпуса и диодной камеры не вносят потерь мощности и влияют лишь на импеданс диодов.

кроме этого необходимо ввести соотношение дл я цепи постоянного тока диода

Uq - - to Rfj.

где Ru - сопротивление нагрузки.

Теперь легко найти выпрямленный ток:

Таким образом, детектирование малого сигнала является квадратичным. Для того чтобы перейти к рассмотрению работы детектора в диапазоне СВЧ, выразим выпрямленный ток через мощность сигнала, рассеиваемую диодом, которая на основании (10.9) равна

Из формулы (10.10) получим

Соотношение (10.11) позволяет представить выходную цепь детектора как генератор постоянной э. д. с.

Е=Р=уР . (10.12)

с внутренним сопротивлением

R = ~ (10.13)

или как генератор постоянного тока

/ = -Р = рР, (10 14)

к выходным клеммам которого подключено то же сопротивление R (10.13). Последнее играет роль выходного сопротивления детектора (диода). Коэффициент Р в формуле (10.14) называют чувствительностью по току, а коэффициент 7 =f>R (10.12) - чувствительностью по напряжению. Входное сопротивление детектора в цепи сигнала, к&к это следует из формулы (10.9), также равно 1/а= R. Таким образом,

четырехполюсник рис. 10.4 можно заменить одной из схем, показанных на рис. 10.5.

Параметры диода в диапазоне СВЧ. Будем считать, что эквивалентная схема рис. 10.4 относится к собственно запирающему слою, не имеющему частотной зависимости параметров, а паразитные элементы выпрямляющего контакта

Рис. 10.5. Эквивалентная схема четырехполюсного детектора с генератором постоянного напряжения (а) и тока (б)

подключены к нему извне. Таким образом, получим новый четырехполюсник, схема которого изображена на рис. 10.6. Расчет эtoй схемы с учетом потери мощности в паразитных элементах дает следующие значения параметров:

Рис. 10.6. Схема детектора на СВЧ. Сплошным квадратом показан тот же четырехполюсник,, что на рис. 10.5

чувствительность по току

\ ++ RrC i+J

выходное сопротивление

/?вых = R-\- г.

(10.15)

(10.16)

Обычно для, характеристики выпрямительных свойств детекторных диодов используют эти два параметра. Выходное сопротивление называют еще сопротивлением диода