Коммутационные устройства СВЧ на полупроводниковых диодах

Коммутационные п/п диоды СВЧ- двухполюсники с комплексными входными сопротивлениями, изменяемыми НЧ сигналом. Рабочие характеристики изменяются скачком из одного крайнего состояния в другое.

РЧП - реактивный четырехполюсник.

Эффективность управления СВЧ сигналом определяется отношением - "качеством" .

В роли коммутационных диодов используют p-i-n диоды, p-n диоды и варакторные диоды.

i - высокоомная область (с соответственной проводимостью) называется базой диода.

При запирающем или нулевом управляющем напряжении диффузии в область i нет - сопротивление велико. При подаче положительного напряжения заряды протекают в i – область, которая превращается в проводник (чтобы поддержать низкое сопротивление подаётся - ток смещения 10 - 500 мА - компенсирует рекомбинацию).

Запасенный объемный заряд в i области позволяет пропускать СВЧ токи с амплитудой в сотни ампер.

Эквивалентная схема - параллельное соединение C и R, C - емкость базы.

На частотах СМВ для оценки качества p-i-n перехода используют две характеристики:

1. Сопротивление в прямом направлении - единицы Ом.

2. Ёмкость перехода - доли микрофарад.

Скорость переключения мощности может достигать 0,110мкс. Переключаемая мощность 100кВт в импульсе (для непрерывного сигнала - 1кВт).

Диод p-n в НЧ режиме работает как обычный.

Схема замещения:

Открытое состояние поддерживают напряжением +1В, запирающее напряжение 510В. Качество . Мощность - доли Ватта. Высокая скорость переключения .

Дополнительный недостаток p-n диода - необходимость компенсации ёмкости перехода.

Варакторные диоды - диоды с p-n переходом, рассчитанные на режим работы с закрытым переходом - суть работы: изменение ёмкости перехода при изменении управляющего напряжения.

Эквивалентная схема:

Качество определяют формулой: .

Коммутируемая мощность - доли Ватт, скорость как у p-n диода.

На СВЧ диодах реализуют:

1. выключатели;

2. коммутаторы;

3. фазовращатели;

4. аттенюаторы.

Дата добавления: 2014-01-06