Файл: Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 187
Скачиваний: 1
Величины, характеризующие учетверитель частоты г ненагруженным контуром, настроенным на 2-ю гармонику
|
я |
pt |
Р |
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
я макете |
ш м а к с с в Л 8 |
|
|
« н » с в |
С 1 ' с в |
С 2 / С В |
С 4 / С В |
и о / й м а к с |
|
|
|
ю С в и м а к с |
|
и |
2 |
|
|
||||||
|
|
|
макс |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0,33 |
0,015 |
1 , 8 - Ю - 4 |
3,2/ Ю - 2 |
44 |
0,230 |
0,075 |
1,37 |
1,37 |
1,15 |
0,33 |
||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0,029 |
4 , 0 - Ю - 4 |
з , ы о - 3 |
41 |
0,281 |
0,101 |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
0,25 |
||
|
1 |
0,006 |
6 , 2 - Ю - 5 |
3,5.10-* |
51 |
0,173 |
0,061 |
0,98 |
0,98 |
0,97 |
0,4С |
||
0,33 |
0,55 |
0,015 |
2,3-10-* |
5 , 0 - Ю - 2 |
34 |
С.282 |
0,093 |
1,25 |
1,25 |
1,19 |
0,31 |
||
|
0,25 |
0,023 |
4,0-10-* |
5,0-10-" |
33 |
0,322 |
0,108 |
1,67 |
1,67 |
1,63 |
0,25 |
||
|
1 |
0,010 |
|
2 - Ю - 4 |
5,0-10-* |
31 |
0,300 |
0,103 |
|
|
|
0,33 |
|
0,5 |
0,55 |
0,018 |
3,7- Ю - 4 |
6,0 - 10 - ° |
27 |
0,360 |
0,121 |
1,39 |
1,35 |
1,39 |
0,26 |
||
|
0,25 |
0,026 |
5 , 3 - Ю - 4 |
4 , 8 - Ю - 2 |
28 |
0,352 |
0,123 |
•1,85 |
1,85 |
2,08 |
0,21 |
||
Временные диаграммы рис. 5.П.5 построены при условии
/пр//обр— —2, |
(5.П.7) |
которое появляется в результате аппроксимации реальной зави симости і (/) в интервале времени открытого состояния р-п пере
хода А/. На рис. 5.П.4 приведен пример такой аппроксимации. Временная зависимость q (со/) для N •= 4 при q < 0 заменена дву
мя отрезками прямых (пунктир), один из которых соответствует прямому току / п р , другой — обратному току /0 брИз рис. 5.П.4 видно, что погрешность аппроксимации невелика, если тангенсы
углов |
наклона |
этих |
отрезков |
различаются |
по |
модулю |
примерно |
|||||||||||||
в 2 раза. Это отвечает |
как |
раз условию (5.П.7), |
причем |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
up - |
0,75/ |
(со/з), |
|
|
|
|
|
(5. П.8) |
||||
|
іь-0,75ьеій |
|
|
|
|
где |
( (<Dt'3) — ток |
|
варикапа |
в |
||||||||||
|
|
|
|
|
моме ні |
|
закрывания |
|
р-п |
перехо |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
да при |
|
отсутствии |
эффекта |
вос |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
становления. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аналогичный |
результат |
по |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лучается |
при аппроксимации вре |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
менных |
|
зависимостей |
q |
(со/) |
и |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для |
других |
случаев. |
|
Оптималь |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ные |
соотношения |
|
/ П р . |
/ 0 б р |
и |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
і (со/'3 ) |
к |
всегда |
оказываются |
бли |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зкими |
соотношениям |
(5.П.7), |
|||||||||
О |
|
|
|
|
|
|
|
U |
(5.П.8). |
|
Этот |
вывод |
|
справедлив |
||||||
Рис. 5.П.6. Зависимость вре |
и для |
|
временных |
|
зависимостей |
|||||||||||||||
мени |
восстановления |
|
/ в |
от |
q (со/), |
характеризующих |
варак- |
|||||||||||||
длительности |
импульса |
обрат |
торные |
|
умножители |
|
частоты, |
в |
||||||||||||
|
ного |
тока |
/ и . |
|
|
которых |
ненагруженные |
допол |
||||||||||||
|
|
|
нительные |
контуры |
не |
исполь |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
зуются. В |
последнем |
случае, |
однако, |
при |
переходе |
от |
режима |
|||||||||||||
«А» к режимам |
«В» и «С» |
погрешность |
|
кусочно-ломаной |
аппро |
|||||||||||||||
ксимации |
q (со/) |
при |
q < 0 |
возрастает. |
Однако, |
|
как |
показы |
||||||||||||
вает более подробное рассмотрение, результат введенной аппро
ксимации |
наиболее важен именно |
для |
режима |
«А», в котором по |
||||
грешность |
невелика. |
|
|
|
|
|
|
|
Заметим, что условие удовлетворительной аппроксимации за |
||||||||
висимости q (со/) при<? < |
0 (5.П.7) |
отличается от условия |
/ п р / / о б р |
~ |
||||
ж —10, |
принятого для |
измерения |
параметров диодов, |
предназна |
||||
ченных |
для импульсных |
схем [51], |
а также — от условия |
/П р/'обр |
~ |
|||
я= — 1, |
ошибочно использованного при |
анализе |
потерь |
мощности |
||||
в умножителях частоты |
на варикапах |
в работе |
[74]. |
|
|
|||
Впроцессе измерения времени восстановления [51] обнару
живается зависимость |
/ в от |
/„ |
(см. рис. 5.П.5), |
характерный |
вид |
|||||
которой приведен на рис. 5.П.6. Начальный ее участок |
может |
|||||||||
быть |
аппроксимирован |
прямой |
линией |
|
|
|
|
|
||
|
|
/ в = |
|
0,75х/и, |
|
|
|
(5.П.9) |
||
где |
величина к находится |
в |
пределах |
0,5—1,0 |
при условии, |
что |
||||
в процессе измерения |
выдерживается соотношение (5.П.7). |
|
||||||||
|
Максимальное значение |
х м а к с = |
1,0 |
соответствует |
резкому |
|||||
р-п переходу и согласуется |
с результатами |
теоретического |
анализа |
|||||||
упрощенной модели диода с резким р-п переходом в пренебрежении
рекомбинацией [51, 74]. Минимальным значением |
ХМ И н = |
0,5 |
||||||
характеризуются диоды с сильным тормозящим, |
и в общем |
случае |
||||||
неравномерным полем в базе. Величина |
х м |
и н = |
|
0,5 получена |
экс |
|||
периментально для ограниченного количества образцов |
варакторов |
|||||||
и в дальнейшем может быть уточнена. Важно, |
что для оценки по |
|||||||
терь мощности значение х должно быть |
задано |
в качестве |
одного |
|||||
из параметров р-п перехода. |
tB |
(ta) |
|
|
|
|
|
|
Периферийный участок |
зависимости |
(рис. 5.П.6) |
харак |
|||||
теризуется установившимся |
значением tB |
= |
Г в , |
которое в |
случае |
|||
резкого р-п перехода близко к значению эффективного времени
рекомбинации |
Г р . В случае |
же плавного р-п |
перехода |
с |
сильным |
|||||||||||
тормозящим полем в базе величина |
Тв намного |
меньше значения |
Тр |
|||||||||||||
и, как отмечается в [17, 51], оказывается слабо |
зависящей от ре |
|||||||||||||||
жима работы варактора, например от отношения /пр/^обр- |
|
|||||||||||||||
|
Таким |
образом, |
эффект |
восстановления |
характеризуется |
|||||||||||
величинами х и Г в * \ определяющими рассеиваемую мощность |
Рв. |
|||||||||||||||
Мощность |
Рв |
может |
быть вычислена по формуле |
(5.35), |
в которой |
|||||||||||
в соответствии |
|
с (5.П.7), (5.П.9) |
и рис. 5.П.5, |
5.П.6 время |
<в удоб |
|||||||||||
но |
представить |
как |
функцию |
от |
интервала |
времени |
открытого |
|||||||||
состояния |
р-п |
перехода |
At, |
т. е. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
= min {и |
2 |
|
|
|
|
(5.П. 10) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
В формулу |
(5.35) входит |
также значение |
тока |
в момент |
запирания |
|||||||||||
р-п |
перехода |
|
при отсутствии |
эффекта |
восстановления |
і (u>t3'}. |
||||||||||
При оптимальных величинах А.о п т (5.П.6) |
ток г(со<з) близок |
к свое |
||||||||||||||
му |
максимальному значению |
(см. рис. 5.П.4), |
т. е. |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
41 |
v i „ |
|
|
(5.П |
11) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где |
m = |
0, 3, |
4 соответственно для удвоителя, |
утроителя и учетве- |
||||||||||||
рителя |
частоты. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Подставляя |
(5.П. 11) в (5.35) |
и вводя |
максимальное напряжение |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
"макс — (^ |
0 |
О'макс/'-'в. |
|
|
(5 . П . 12) |
|||||
получаем для мощности |
Рв |
следующее |
выражение: |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
со/ в |
<?1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.П.13) |
||
|
|
|
|
|
4я |
|
|
|
2,3 ( Х - Н ) |
|
|
|
||||
|
и С в " м а к с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Найденные |
по формулам |
(5.П.13) и (5.П.10) величины |
P„/(oCBulaKC |
|||||||||||||
при оптимальных значениях А. и At (5.П.6) и соотношениях ампли-
*> Когда величина Тв приводится в качестве одного из пара метров диода, ее можно использовать лишь в том случае, если при измерении Г в соблюдалось условие / ? и з м Св < 7",., где RmM — сопротивление, определяющее в измерительной цепи скорость пе реходного процесса при запертом р-п переходе. См. также приме чание на стр. 291.
