Значительного увеличения допустимой для диода вход-.ной мощности и, следовательно, выходной мощности гармоники можно достигнуть при работе диода в режиме частичного отпирания р-п перехода (при заходе в область прямой проводимости). В табл. 11.3 приведены теоретические значения коэффициентов а, р, А н В для удвоителей частоты с резким и плавным р-п переходами (при Ювых < О, Iconp) в случае обычного режима и режима с отпиранием перехода, рассчитанные на ЭВМ [39].

Таблица 11.3

Из данных табл. 11.3, видно, что в режиме с отпиранием пере.хода оба вида диодов обеспечивают одинаковые параметры удвоителя (при одинаковой добротности диодов). Подробный анализ умножителей для диодов с произвольным типом р-п перехода сделан в работе [40].

Важной характеристикой умножителя на нелинейной емкости является полоса пропускания," определяющая также фазовую стабильность. Для величины произведения оптимального коэффициента преобразования мощности на относительную полосу пропускания существует предел, определяемый параметрами диода 14] ].

Полоса пропускания умножителей составляет 1 - 2% при т) > 0,5. Широкополосные умножители, со специальными фильтрами имеют полосу 5 - 10%, но низкий коэффициент г\ (меньше 0,1).

Кроме обычных сплавных и диффузионных диодов с нелинейной емкостью, для умножения частоты используются специальные диоды с накоплением заряда (с резким восстановлением обратного сопротивления), позволяющие получить на выходе умножителей колебания мощностью 10- 100 вт в диапазоне 50 - 450 Мгц, а также являющиеся эффективными генераторами гармоник (п = 20 Ч- 40) 143,-45].

11.5. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДИОДОВ С УПРАВЛЯЕМОЙ

ЕМКОСТЬЮ . , - .

В настоящее время установилась следующая система электрических параметров диодов с управляемой емкостью:

- емкость диода Сд;

- характеристика изменения емкости перехода с напряжением;

- постоянная времени диода = Сд или добротность диода на заданной частоте;

- собственная индуктивность диода L;

- емкость корпуса диода Ск;

- обратный ток диода /„бр;

- тепловое сопротивление переход-корпус диода /?тпк;

- предельно допустимое напряжение диода

- предельно допустимая температура перехода диода /макс-

Значения предельно допустимых параметров устанавливаются по результатам специальных испытаний приборов Часто вместо теплового сопротивления в технических условиях оговаривается предельно допустимое значение мощности в статическом режиме. Для характеристики переходного теплового процесса в диоде часто задается предельно допустимое значение мощности в специально оговоренном импульсном режиме.

Зависимость емкости перехода от напряжения приводится обычно в справочном листе в виде графика Сд = f{U). Значения констант фк и п, в свою очередь, определяются по измеренной зависимости емкости от напряжения.

Измерение емкости. Наиболее употребительная схема измерения емкости диодов иллюстрируется рис. П.9 (метод предложен Э. Н. Рубинштейн).

Генератор напряжения ВЧ (FHi) имеет внутреннее сопротивление Ri, много меньшее емкостного сопротивления измеряемого диода. Величина сопротивления токосъемного резистора Rt удовлетворяет тому же условию. Чувствительный индикатор И со стрелочным прибором на выходе измеряет падение напряжения на резисторе Р.

Напряжение смещения подается на диод от генератора напряжения ГН через высокочастотный развязывающий фильтр RzCi- Нетрудно видеть, что величина высокочастотного напряжения на токосъемном резисторе R прямо пропорциональна измеряемой емкости. Перед измерением

и периодически во время измерений производится калибровка схемы: вместо измеряемого диода вставляется эталонный конденсатор и чувствительность индикатора регулируется для получения удобной цены делений шкалы индикатора.

Для правильного представления эквивалентной схемы диода необходимо измерять емкость собственно р-п перехода.

Для этого эталонные емкости создают в корпусе диода н все измерения осуществляют по отношению к пустому корпусу.

>> -0

• Рис 11.9 Схема измерения емкости диодов « *

Для исследования зависимости емкости от напряжения смещения необходимо обеспечить малую величину переменного сигнала. Расчеты показывают, что измерение с погрешностью, не превышающей 5%, должны производиться при амплитуде переменного сигнала.

где и - минимальное запирающее напряжение смещения.

Если и = О, то амплитуда переменного напряжения не должна превышать 50 - 100 мв.

Измерения т (или добротности Сд). Последовательное сопротивление г..или постоянную времени Ts измеряют при подаче на диоды обратного смещения на сверхвысоких частотах, поскольку на низких частотах невозможно получить удовлетворительную точность.

Непосредственное измерение импеданса диода на СВЧ с целью определения rs не дает удовлетворительных резуль-