Режим TRAPATT

Слово TRAPATT отражает два явления: «захваченная» плазма (TRA pped Plasma) и пробег области лавинного умножения (Avalanche Triggered Transit).

Рис. 2.2.6

Принцип действия заключается в периодическом изменении U под воздействием СВЧ. В результате заполнения обедненной области электронно–дырочной плазмы. Образование плазмы связано с прохождением волны эл. поля вызывающего ионизацию и лавинное умножение.

t1-t2: на диод подается импульс тока; до t2 напряжение меньше Uкр.

t2: E=Екр.; начинается процесс ударной ионизации. Фронт лавины движется через р-область со фазовой скоростью больше скорости насыщения носителей Vф >> Vs.

t3: Диод заполнен электронно-дырочной плазмой. Проводимость плазмы высока, поэтому напряжение на диоде мало, а значит и скорости носителей резко уменьшатся (плазма захвачена слабым полем)

t3-t4: Электроны и дырки вытягиваются из n области напряженности и скорость рассасывания растет.

t4-t1’: Носители вышли из n области, ток уменьшился, напряженность слабо растет.

Для повторения цикла необходима новая волна поля с высокой напряженностью Е. Она создается СВЧ – цепью, которая в простейшем виде выглядит так:

Рис. 2.2.7

ФНЧ отражает обратно все гармоники обратно к диоду (первую пропускает). Скачок напряжения в момент t1 распространяется вдоль линии и возвращается к диоды в t1’. Отраженный импульс резко увеличивает Е. В результате начинается новый процесс ионизации.

Для обеспечения высокого КПД необходимо высокое возрастание напряжения, что обеспечивается соотношением фаз и амплитуд гармоник U. А значит КПД, выходная мощность определяются не только полупроводниковой структурой но и внешней цепью.

Особенностью TRAPATT режима является большая плотность тока через диод, необходимая для увеличения скорости движения фронта ионизации. Поэтому практически не существует малосигнального TRAPATT режима. Начальный запуск в IMPATT режиме, а затем в TRAPATT режиме.

Дата добавления: 2014-01-07