Эквивалентная схема генератора на диоде Ганна
Диод Ганна. Математическая модель диода Ганна
Дио́д Га́нна (изобретён Джоном Ганном в 1963 году) — тип полупроводниковых диодов, в полупроводниковой структуре не имеет p-n-переходов и используется для генерации и преобразования колебаний в диапазоне СВЧ на частотах от 0,1 до 100 ГГц.
В отличие от других типов диодов, принцип действия диода Ганна основан не на процессах в p-n-переходе, то есть все его свойства определяются не эффектами, которые возникают в местах соединения двух различных полупроводников, а собственными нелинейными свойствами применяемого полупроводникового материала.
На основе эффекта Ганна созданы генераторные и усилительные диоды, применяемые в качестве генераторов накачки в параметрических усилителях, гетеродинов в супергетеродинных приемниках, генераторов в маломощных передатчиках и в измерительной технике.
Математические модели диодов
При анализе электронных схем на ЭВМ все электронные приборы, в том числе и диоды, заменяются их математическими моделями.
Математическая модель диода — это совокупность эквивалентной схемы диода и математических выражений, описывающих элементы эквивалентной схемы. Кратко рассмотрим математическую модель диода, используемую в пакете программ для анализа схем MicroCap-2. Это одна из наиболее простых моделей. Изобразим эквивалентную схему диода (рис. 1.35). Постоянное сопротивление R включено в схему с целью учета тока утечки. Емкость С моделирует барьерную и диффузионную емкости диода.
Управляемый источник тока iy моделирует статическую вольт-амперную характеристику: Математическое описание тока iy и емкости С достаточно громоздкое, но основано на учете уже рассмотренных выше физических явлений в диоде.
Модель является универсальной и хорошо моделирует диод как в статическом (на постоянном токе), так и в динамическом (в переходных процессах) режиме, учитывает влияние температуры на свойства диода.
В простейших случаях, например при ориентировочных ручных расчетах, иногда используют несложные математические модели диодов. При этом часто пользуются кусочно-линейной аппроксимацией вольт-амперной характеристики диода.
Изобразим вольт-амперную характеристику диода (рис. 1.36), выполним линейную аппроксимацию прямой
и обратной ветвей и изобразим соответствующие эквивалентные схемы диодов для прямого (рис 137) и обратного включений (рис. 1.38).
Эквивалентная схема генератора на диоде Ганна
Генератор на диоде Ганна (ГДГ) образуется диодом Ганна, включённым в резонатор с эквивалентным сопротивлением Zн , и источником питания U0 (рисунок 7.8)
 Рис. 7.8:Эквивалентная схема автогенератора на ДГ |