微波半导体二极管负阻器件课件.ppt
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- 微波 半导体 二极管 器件 课件
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1、微波半导体二极管振荡器微波半导体二极管振荡器l负阻振荡器的一般理论l负阻振荡器电路l振荡器的频率稳定问题1l负阻振荡起振与平衡负阻振荡起振与平衡负阻振荡器的一般理论负阻振荡器的一般理论LZ)(Z偏置引入负阻器件调配器负载波导谐振腔短路活塞)(tvL)(tvd网络LZ)(IZdi(t)(Z波导型负阻振荡器结构:负阻器件,谐振腔,调配器(波导、微带、鳍线)()()(jXRZ-外电路阻抗(包括活塞腔,调配螺钉,外负载)()()(IjXIRIZddd-负阻二极管阻抗,I是振荡电流幅度2一、起振条件一、起振条件 刚起振时,振荡处于“小信号”状态,负载电流 I0 能振荡条件能振荡条件:若存在自由振荡,回路
2、电流 i 满足即要求负阻器件的小信号负阻的绝对值大于外电路的电阻。34随振荡增强,器件阻抗Zd变化,负阻Rd值下降。当器件负阻Rd(I)等于外电路正阻时,振荡不再增强,达到稳态平衡。二、平衡条件二、平衡条件56三、最佳负载 Zd的虚部变化相对小些,实部变化大些。随着I的变化,实部下降。用物理概念判断输出功率:*R()-负载阻抗很大,I 很小,获得振荡稳定功率也很小。(勉强刚起振,不易给出功率)。*R()Rd(I)0-负载接近短路,显然获得功率也小。*中间必有一个最佳负载值,可获得最大输出功率。RoutP3)0(doptRR)0(31dLRR 最佳负载:7 负阻振荡器频率取决于外电路谐振频率。具
3、有一个外电路时,振荡频率是固定的。如果外电路有两个相互耦合,就可能有两个振荡频率。调节频率过程中有时振荡在某一个,有时振荡在另一个。振荡特性用阻抗轨迹图或导纳轨迹图。导纳轨迹图优点是概括了全部导纳点。l负阻振荡器的调谐特性负阻振荡器的调谐特性*阻抗(导纳)轨迹图是指从器件端口向外电路看去总的阻抗(导纳)随振荡频率而变化的曲线。阻抗(导纳)轨迹图因谐振回路情况而异,进行调谐时会变化。8RjXPZ()0r)(IZd00阻抗:)1()(CLjrZZ()-垂直线,外电路阻抗线Zd(I)-器件阻抗线Z()-Zd(I)=0,交点P 是振荡频率点。单个谐振电路单个谐振电路:)(IZdCrL9GjB2P1P)
4、(Y)(VYdr1000)1(1)(CLjrY导纳:由=0=0=构成圆 交点有两个:P1 和P2 由Yd 顺时针转向Y()的夹角 180时是稳定点。P1稳定,P2不稳定 所谓稳定是指出现小扰动时,频率偏移,电路能牵引回来。10 波导腔是一个谐振电路,调配螺钉又等效于1个电路。两个调谐电路两个调谐电路CL)(VYdCLrY 逐点可画出Y()的变化轨迹。LZ)(Z偏置引入负阻器件调配器负载波导谐振腔短路活塞11GjB2P1P)(Y)(VYdr103P0mnCjY1LjY Yd(V)和Y()的交点可能有3个,其中P1 和P2 是稳定的 如果调谐由m(低频)向高频调,将稳定在P1;如果调谐由n(高频)
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