Усредненные параметры магнетронов

Таблица 8.5

8.9. ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ ТРУБКИ СВЧ

Злектронно-лучевые трубки (ЗЛТ) СВЧ предназначаются для осциллогрйфирования периодических и случайных кратковременных электрических процессов, определяемых спектром частот СВЧ диапазона. К таким процессам можно отнести процессы установления в ОВЧ усилителях и генераторах и импульсы наносекундной длительности.

Основным отличительным элементом ЭЛТ является специальная отклоняющая система. Отклоняющие системы ЭЛТ, как и колебательные системы вььшерассмотренньгх электровакуумных приборов, работают по принципу длительного и .кратковременного взаимодействия электронов с СВЧ полем [40].

Разновидности отклоняющих систем в ЭЛТ показаны на рис. 8.28 и 8j29. Отклоняющая система рис. 8.08 представляет собой резонатор, Образованный двумя цилиндрическими .полостями, соединенным;и между собой щелью, в пределах которой сооредо-тачивается электрическое поле, отклоняющее проходящий электронный пучок. Цилиндрические полости с помощью петель связаны с коаксиальными выводами эне15гии. Один из выводов может служить для Подведения осциллографируемого сигнала, а другой-для подключения нагрузки: реактивной для настройки узкополосного резонатора или активной для получения щиро-кополосной согласованной отклоняющей системы. По методу от-

Рис. 8.28. Резонйнсная отклоняющая система: J - электронный пучок; 2 -

Рис. 8.29. Отклоняющая замедлякмЦа,я .система с бегущей волной:

I - электронный пучок; 2 - выводы

клонения электронного nyqiKa подобная система ничем не отличается от обычной системы, применяемой в трубках с электростатическим отклонением.

Отклоняющая .система рис. 8.29 представляет собой замедляющую систему в виде экранированной спирали, выполненной из ленточного проводника. Электронный луч проходит между спиралью и экраном, отклоняясь поперечным электрическим полем бегущей волны.

8.10. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ СВЧ

Наиболее широкое применение в СВЧ радиоэлектронной аппаратуре находят полупроводниковые приборы (диоды и транзисторы) в схемах детекторов, смесителей, фазовращателей, ограничителей, переключателей, усилителей, генераторов.

Устройства на полупроводниковых приборах при удовлетворительных электрических параметрах отличаются весьма малыми габаритами и массой, низковольтным питанием, высокой механической прочностью, большой долговечностью и повышенной надежностью. Все это обеспечивает большую перспективу их развития и применения. Развитие полупроводниковых приборов открыло широкие Возможности для успешного решения задач миниатюризации РЭА.

Эквивалентная схема СВЧ диода показана на рис. 8.30, где штриховой линией выделена полупроводниковая пластина. Отличие эквивалентных схем различных типов диодов в основном

Рис. 8.30. Эквивалентная сх©м,а СВЧ янода

Рис. 8.31. Конструкции диодов: с -патронный; б - таблеточный:

/- полупроводник; 2- пружинный контакт; 3 - керамический корпус; 4 -выводы

определяется характером и величинами емкости и сопротивления перехода. Емкость перехода Ci может быть постоянной или переменной, меняясь в зависимости от величины приложенных постоянных и переменных напряжений; сопротивление перехода г может быть Положительным или отрицательным и также может меняться от величины приложенных постоянных и переменных напряжений.

Основные параметры диодов. К основным параметрам диода относятся параметры эквивалентной схемы рис. 8.30 и некоторые другие общие параметры, к которым (можно отнести: чувст вительность по току (отношение выпрямленного тока к подводимой мощности), выходное сопротивление (дифференциальное сопротивление в рабочем режиме), допустимую мощность, обратное напряжение и диапазон рабочих частот. Кроме этого диоды характеризуются специалыными параметрами, связанньши с их применением.

Конструктивное оформление СВЧ диодов предполагает сведение к минимуму паразитной емкости корпуса Ср, индуктивности выводов Ls и удобное включение в коаксиальные, волноводные и полосковые конструкции СВЧ устройств. Наиболее употребительные .конструйции диодов содержат полупроводниковый элемент, заключенный в металлокерамический или металлостек-лянный корпус патронного или таблеточного типов (рис. 8.31), а также бескорпусные конструкции с поверхностью полупроводника, защищенной пленкой окислов, с золочеными контактами для включения в цепь СВЧ. Бескорпусные конструкции, в основном, применяются при микроминиатюризации СВЧ устройств и имеют габаритные размеры, не превышающие 50X250X250 мкм.

Диоды с барьером Шотки имеют плоский нелинейный контакт металл - полупроводник, образованный напыленным слоем металла на поверхность полупроводника. Такой контакт обладает свойствами, сходными со свойствами р-п перехода. В отличие от диодов с р-п переходами у диодов с барьером Шотки отсутствует время обратного восстановления и емкость накопленных зарядов, что приводит к улучшению импульсных и частотных свойств. Кроме того, вольт-амперная характеристика диода с барьером Шотки (1 на рис. 8.32) в отличие от характеристики р-п перехода (2 на рис. 8.32) имеет более крутую прямую ветвь, очень Малый ток при обратном включении напряжения. Диоды с барьером Шотки широко применяются в схемах переключателей, ограничителей, детекторов и смесителей.

Туннельные диоды отличаются тем, что их характеристика (рис. 8.33) имеет спадающий участок ВС, на котором дифференциальное сопротивление имеет отрицательное значение. Появление спадающего участка на этой характеристике объясняется туннельным эффектом. Понятие туннельного эффекта означает способность электронов проникать (туннелировать) сквозь потенциальный барьер в переходе и появляться с другой стороны без потерь энергии. Это достигается за счет малой толщины обедненного слоя при сильном легировании р- и п-областей. При туннельном аффекте основными носителями становятся электроны, приходящие из -областей в валентную р-область, и наоборот. В этом случае движение электронов подчиняется обычным законам тока проводимости и обусловливает участок АВ на вольт-амперной характеристике рис. 8.33. В туннельных диодах туннельный эффект сохраняется до небольших прямых напряже-