Параметры диодов с переменной емкостью

Таблица 11.1

IN 2629 (США) L 4633] (США) 39Т1-А (Фр.) WG.06-50 (ПНР) GS BIB (Яп )

А1А4298 (США) э SFD 410 (Фр )

"SFD 411 (Фр.) SFD 412 (Фр.) SFD 413 (Фр.) MD-100 (США) L 4243 j (США) L 4277В (США)

С золотой связкой Микросплавной Сплавной Сплавной

С серебряной связкой

Диффузионный Диффузионный

спальный То же

эпитак-

Диффузион. планарный

Эпитаксиальный

То же

Германиевые

80 100 100

Кремниевые 150 120

120 120

70 70 10

На основе арсенида галлия

конструкция корпуса диода. Первые типы приборов с нелинейной емкостью собирались в стандартных корпусах СВЧ диодов. Однако многообразие применений этих приборов привело к тому, что появилось несколько модификаций корпусов:

1) таблеточные (без штырьков и со штырьками) для по-лосковых линий и суженных волноводов;

2) большой СВЧ корпус патронной конструкции и его варианты с переменной полярностью (с разной высотой керамической втулки и массивными теплоотводами) для приборов УКВ диапазона и умножителей частоты;

3) миниатюрные стеклянные с аксиальными проволочными выводами для диапазона метровых и дециметровых

ЕОЛН,

4) коаксиальные в виде отрезка миниатюрной коаксиальной линии с диэлектрической опорной шайбой; для коротковолнового участка сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн.

Эти корпуса характеризуются следующими параметрами: таблеточные - индуктивность L = 0,3 0,8 нгн, емкость С =-- 0,08 0,8 пф; большие СВЧ корпуса - L = 0,5

2 нгн, С = 0,3 -:- 0,8 пф; при тепловых сопротивлениях Рт = 6 75 ° С / em.

Параметры некоторых диодов с переменной емкостью на основе германия, кремния и арсенида галлия даны в табл. U.I.

Основные применения СВЧ диодов с. управляемой емкостью могут быть разделены на две большие области - полупроводниковые параметрические усилители (ППУ) и полупроводниковые умножители частоты (ПУЧ).

11.3. ПРИМЕНЕНИЕ .ДИОДОВ С УПРАВЛЯЕМОЙ ЕМКОСТЬЮ В ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ УСИЛИТЕЛЯХ

Среди многих типов параметрических усилителей наибольшее распространение получили одноконтурные и двух-контурные усилители без преобразования частоты. Как правило, эти усилители работают в схеме с ферритовым цир-кулятором и носят название усилителей, работающих на отражение. Второй обширный класс усилителей - усилители-преобразователи. В усилителях этого класса эффект усиления сопровождается преобразованием частоты сигнала в разностную частоту (частота накачки минус частота сиг-

нала) или в суммарную частоту (частота накачкгт плюс частота сигнала).

Усилители-преобразователи обладают значительными преимуществами в отношении стабильности и коэффициента шума, однако эти преимущества тем более ощутимы, чем больше частота накачки по сравнению с частотой сигнала. Поэтому при использовании доступных 3-см источников накачки усилители-преобразователи применяются в качестве малошумящих усилителей в диапазоне частот 0,3 - 2 Ггц.

В диапазоне 2- 10 Ггц чаще используют одноконтурные и двухконтурные усилители с отрицательным сопротивлением.

Коэффициент усиления и полоса ППУ. Параметрические усилители с отрицательным сопротивлением являются регенеративными устройствами, поэтому максимально достижимый коэффициент усиления этих усилителей определяется не параметрами диода, а требованиями к стабильности усиления при заданной вариации внешних условий. Обычно коэффициент усиления достигает 15 - 25 дб. Эта величина, как правило, достаточна для подавления шумов следующего каскада и в то же время обеспечивает приемлемую стабильность усилителя.

Усилитель-преобразователь на суммарную частоту является нерегенеративным устройством, это гарантирует высокую стабильность усиления, однако усиление по мощности такого усилителя ограничено величиной fjfc, что оказывается недостаточным для многих применений.

Усилитель-преобразователь на разностную частоту совмещает в себе свойства нерегенеративного усилителя и усилителя с отрицательным сопротивлением.

Коэффициент усиления в этом усилителе может быть достигнут сколь угодно большим путем введения регенерации, однако любой ограниченный коэффициент усиления по . мощности достигается при меньшей степени регенерации, а следовательно, и при лучшей стабильности, чем в усилителе с отрицательным сопротивлением.

Связь полосы пропускания параметрического усилителя с параметрами диода проследим на примере одноконтурного ППУ с отрицательным сопротивлением [91. Для наглядности будем представлять контур усилителя в виде сосредоточенных емкости и индуктивности. Емкость диода Сд при этом составляет часть общей емкости контура С: 8* 211