эфф,

приборов. В усилителях, описанных в работах [23, 25], были получены величины Т = 40 -l- 60 ° К, а применение охлаждаемого циркулятора и диодов из антимонида индия позволило снизить Тэфф до 10° К [26].

Дальнейшее уменьшение собственных шумов параметрического усилителя было достигнуто путем охлаждения диодов до температуры жидкого гелия [27].

Стабильность параметрических усилителей. Параметрические регенеративные усилители являются потенциально нестабильными устройствами с повышенной чувствительностью коэффициента усиления Кр к изменениям параметров системы.

Коэффициент усиления в параметрическом усилителе без преобразования частоты может быть приближенно записан [9] в виде

г "К

Рис. 11.4. Зависимость коэффициента шума ППУ от температуры диода

(11.13)

где /Пкр = 2/Qj , а Qi и - добротности контуров сигнала и разностной частоты.

В усилителях с преобразованием частоты [9]

Кр2 ==

»1

/ т 2

v-p)

(11.14)

При больших значениях Кр коэффициент модуляции емкости тШкр и коэффициент усиления становятся весьма чувствительными к изменениям величин т и тр. Например, значение Кр\ = ЮО соответствует отношению т,ткр = 0,9 и возрастание этого отношения на 5% приводит к увеличению К pi в 4 раза.

Основным источником нестабильности усилителей являются изменения мощности накачки и изменения параметров диода под воздействием изменяющейся температуры внещней среды.

Изменение мощности накачки приводит к изменению коэффициента модуляции напряжения на диоде и, следовательно, к изменению величины (рис. ПЛ). Расчет показывает [9], что для линейного участка кривой mJM) нестабильность коэффициента усиления усилителей с преобразованием и без преобразования частоты связана с колебаниями мощности накачки P следующими соотно-

шениями:

- = 2 (11.15)

Для усилителя-преобразователя с большим отношением частот (Og/bui допустимые колебания мощности накачки значительно выше, чем для усилителя с сохранением частоты сигнала.

Как и для всех полупроводниковых приборов, наиболее термочувствительным параметром диодов является обратный ток. К счастью, обратный ток практически не определяет шумовых и усилительных свойств диода, он лишь косвенно влияет на настройку усилителя. Однако влияние обратного тока можно исключить выбором достаточно малой величины токоограничиваюшего сопротивления в цепи смещения.

Температурная зависимость определяется изменением удельного сопротивления полупроводника. На основании данных, приведенных в работе [28], на рис. 11.5, построена

зависимость величины у = - " от концентрации примесных атомов для германия и кремния обоих типов проводимости.

Степень влияния температуры на величину емкости р-п перехода непосредственно определяется только одним параметром - температурной зависимостью высоты внутреннего потенциального барьера на переходе грк(Т).

Однако косвенно величина емкости и главным образом ее модуляция связаны также с величиной у, поскольку изменение сопротивления г, приводит к изменению амплитуды накачки на р-п переходе. Для диодов с резким р-п переходом

о Йфк gg- Фк

Р Фк dT сркГ •

(11.17)

Опенку величины р можно получить, положив фк =-у , тогда при Г = 300°К получим = - 3 10- град-.

л, см-

Рис. 11.5. Зависимость J- от концентрации примесей, р dT

/ - германий п-типа; .2 -германий р типа; а -кремний /1-типа; < -кремний

р-типа.

Изучению стабильности параметрических регенеративных усилителей посвящены работы [29, 30], а также монография [9]. Воспользовавшись результатами последней, можно записать для усилителя без преобразования частоты

-2] 0м

Фк /, , dm\r>

+:+u\}df,\]

AT. (11.18)

и для усилителя-преобразователя

8В. JaK. i7ob

P..- + и

(11.19)