CC BY
33
Секция прикладной электродинамики
УДК 621.373.072.9
О. Н. Гречкин
СОПОСТАВЛЕНИЕ ИМПЕДАНСНЫХ СВОЙСТВ ДИОДОВ ГАННА ПО РАЗЛИЧНЫМ МОДЕЛЯМ
Важнейшими характеристиками, необходимыми для разработки генераторов на диодах Ганна (ДГ), являются зависимости проводимости активного элемента от амплитуды переменных колебаний и рабочей частоты при раз-, личных напряжениях питания. В настоящее время существует ряд моделей ДГ [1-—4]. Целью данной работы является сопоставление импедансных свойств диодов Ганна по различным моделям.
Рассмотрим модель, предложенную в [1]. Полная проводимость ДГ (У[) представляется в виде параллельного соединения активной составляющей Сп и реактивной Ві (рис. 1):
где ю = 2%f—круговая частота i олебаний; f — линейная частота; S — площадь образца; L — длина образца; D — коэффициент диффузии; ста,аг— удельные проводимости объема полупроводника [1]; «0 — дрейфовая скорость носителей заряда; е — абсолютная диэлектрическая проницаемость среды.
V,=G, + jB,
Рис. 1
При этом
Известия ТРТУ
Специальный выпуск
• 6Лг, вдг, мСи
\ М/0Я3.5Ь у-14*40'В
\
\
0 0.5 10 15 2.0 2.5 3.0
Рис. 2 Амплитудные характеристики -напряжение смещения,
V<r
~ 6дг, мСм
(- Сдг) по [1], Вдг по [1],
(- Сдг) по [2].
В ДГ, М йм
«о — напряжение смещения,
----------(-Сдг) по [1],
------— ’Вдг по [1],
----------(-Сдг) по [4].
С учетом параметров корпуса диода активная и реактивная составляющие полной проводимости имеют вид *
аС + ЬВі
Сдг =
а + о
_ а Ні + Ъ Сп + о С (о2 -ь Ь2)
Вдг =--------------------------—— --------- —-;
<х + Ъ
о- = С Гк - со Ь(с В; + 1;
Ъ = со ЬкСі + ВіГк■;
(1)
где Гк, Ск, I'к — паразитные сопротивление, емкость и индуктивность корпуса ДГ соответственно.
Выражения (1), (2) позволяют получить амплитудные и частотные характеристики ДГ в корпусе. На рис. 2, 3 приведены результаты расчетов для ДГ миллиметрового диапозона, где [7Г—амплитуда колабаний.
Приведенные на рис. 2 амплитудные завивисимости проводимостей удовлетворительно аппроксимируются следующими законами:
Одг = |Одл)| (1 -пди\-^и\- цдиЬ\
Вдг = |Вдго| (1 - vъU^- цьи{ - Т1ь17?), где Одго, Вдго — значения проводимости в малосигальном режиме.
юд = 4,7859х10~2, Цд = 6,6772х 10-2, % = -3,5235х10_5,
иь =-6,0125х10-2, ць =-1,2671x10 2, т^ъ = 7,1218х10“3.
На рис. 2, 3 штрихпунктирными линиями показаны результаты расчета этих же проводимостей по моделям других авторов [2—4]. Сопоставление результатов расчета проводимостей по различным моделям показывает достаточно хорошее их качественное совпадение. Предпочтение следует отдать модели автора [1], поскольку она исходит из электрофизических параметров образца СтаАя, что позволяет наиболее полно описать импедансные свойства
дт:
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Малышев В. А. Бортовые активные устройства сверхвысоких частот. Л: Судостроение, 1980.
2. Князева Л. П., Муравьев В. В., Шалатонин В. И. Особенности колебательных характеристик диодов Ганна миллиметрового диапозона//Радиоэлектроника. 1987. №5.
3. Муравьев В. В., Савельев В. Я. Некоторые вопросы теории и расчета генераторов на диодах Ганна//Электронная техника. 1972. Сер. 1. Электроника СВЧ. №12 С. 97—114.
4. Полупроводниковые приборы СВЧ/Пер. с англ.; Под ред. Ф. Бренда. М.: Мир, 1972.
УДК 621.71
Н. Н. Кисель, В. Н. Кисель, В. А. Обуховец
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СВЧ-КОЛЕБАНИЙ С БИОЛОГИЧЕСКИМИ СТРУКТУРАМИ
Перспективным путем получения данных о состоянии организма является применение СВЧ-колебаний, при этом для извлечения диагностической информации возможно использование явлений отражения, преломления, дифракции, деполяризации и т.д. В докладе рассмотрены особенности взаимодействия плоской электромагнитной волны (ЭМВ) со структурами, моделирующими различные виды тканей организма.
Исследование модели в виде плоскослоистой среды позволило проанализировать зависимости коэффициентов отражения и прохождения волны от геометрических и диэлектрических параметров слоев, изучить типичные
