Страницу Назад
Поискать другие аналоги этой работы

50

Задача №2 из Контрольной работы №3 (Вариант №4)

ID: 183216
Дата закачки: 18 Сентября 2017
Продавец: ilya01071980 (Напишите, если есть вопросы)
    Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Задачи
Сдано в учебном заведении: ******* Не известно

Описание:
Задача № 2

Рассчитать потери пропускания и потери запирания в переключательном устройстве. Пояснить принцип действия и работу диодов в переключательном устройстве на p-i-n-диодах. Отметить преимущества и недостатки использования p-i-n -диодов в переключателях.
Мощность в плече диода в режиме пропускания равна = 20 Вт.
Мощность в плече диода в режиме запирания равна = 10 мВт.

Решение.
Потери пропускания равны

Потери запирания равны

Переключатель СВЧ-мощности позволяет направлять сигнал по различным каналам линии передач. Для управления СВЧ-мощностью используются переключательные полупроводниковые диоды. Управляющее действие диода основано на изменении его сопротивления при изменении значения и полярности поданного на него смещения.
Простейшая схема, поясняющая механизм работы устройства с управ¬ляющим диодом, показана на рис. 2.1.

Рис.2.1.

Диод с полным сопротивлением Z включен параллельно в линию с волновым сопротивлением Z0. Линия согласована с нагрузкой, т. е. Z0=Zн (Zн - полное сопротивление нагрузки).
Ослабление сигнала в линии, обусловленное влия¬нием СВЧ-диода, определяет¬ся коэффициентом вносимого затухания:

Если ввести приведенную проводимость Z0/Z=G+iB, то L преобразуется к виду

При обратном смещении на диоде его сопротивление велико (G<<1) и если емкость диода мала (В<<1), то L&#61627;0, т. е. потери малы и диод не нару¬шает условия распространения волны в линии.
При прямом смещении сопротивление диода близко к нулю (G>>1) и реализуется режим запирания, при котором в нагрузку просачивается незна¬чительная часть входной мощности, основная же доля мощности отражается от диода обратно к генератору.
Поглощаемая диодом мощность

Из формулы видно, что значение Рпогл мало как в режиме пропускания (G<<1) так и в режиме запирания (G>>1), поэтому маломощный диод может управлять большой мощностью в СВЧ-тракте. Предельная коммутируе¬мая мощность определяется предельно допустимой рассеиваемой мощностью диода, отношением Рпогл/Рвх, а также напряжением пробоя.
Эквивалентные схемы переключательного диода при подаче прямого и обратного смешений показаны на рис.2.2, а, б. Здесь Rпр и Rобр – сопро-тивления полупроводниковой структуры при прямом и обратном смещениях с учетом сопротивления базы и контактов; Скор – емкость корпуса; Сбар – барьерная емкость; Lпос - индуктивность выводов.

Рис.2.2.

Для переключения больших мощностей используются в основном р-i-n-диоды. P-i-n-структура состоит из сильнолегированных р- и п-областей, разделенных слоем высокоомного материала с малой концентрацией примеcи, близкого по свойствам к собственному полупроводнику (i-типа). Толщи¬на высокоомной области может достигать нескольких микрометров, поэтому р-i-n-структуры обладают малой удельной емкостью. У р-i-n-структур можно увеличивать площадь, а следовательно, рассеиваемую мощность. Кроме того у р-i-n-структур пробивное напряжение может достигать нескольких кило¬вольт.
В реальных структурах i-слой представляет собой слаболегированный полупроводник n- или р-типа и структуры называются соответственно р+-&#61550;-п+ или р+-&#61552;-п+-структурами. На рис. 2.3 показана схема р+-&#61552;-п+-структуры с достаточно резкими переходами р+-&#61552; и &#61552;-п+ и со значительной толщиной высокоомной области w (рис. 2.3, а).

Рис. 2.3.
Здесь же приведены распре¬деление концентрации примеси (рис. 2.3, б), объемного заряда (рис.2.3, в, д) и напряженности поля (рис. 2.3, г, е) при нулевом (рис. 2.3, в, г) и большом обратном (рис. 2.3, д, е) смещениях. Ширина обедненной основными носителями области l зависит от концентрации примеси в &#61552;-области и от обратного сме¬щения. С ростом обратного сме¬щения ширина обедненной облас¬ти растет и при некотором отри¬цательном напряжении обеднен¬ная область перекроет весь высокоомный слой. Тогда структура станет эквивалентной обычному диоду с широким запорным слоем или конденсатору с малыми поте¬рями, в котором значение емкости практически не зависит от напря¬жения.
При прямом смещении но¬сители заряда инжектируются из п- и p-областей в i-область, что приводит к существенному сни¬жению сопротивления диода.
Быстродействие р-i-n-диодов при их переключении ограничено временем рассасывания заряда, накопленного в i-слое. Это время зависит от тол¬щины слоя, времени жизни носителей и соотношения между прямым и об¬ратным токами.
Диоды с широкой базой могут коммутировать мощности в сотни ватт в непрерывном режиме и десятки киловатт в импульсе при времени восстановления 1...10 мкс. Диоды с узкой базой имеют Р<1 Вт, но могут обеспечи¬вать быстродействие в десятки наносекунд.
На рис.2.4 представлено схематическое изображение конструкции переключателя коаксиального типа.

Рис. 2.4.

P-i-n-диоды Д1, Д2 установлены в обоих плечах переключателя. Смещения на диоды подаются через проводники 1, 3. Для подстройки входного тракта используется емкостный штырь 2.
Преимуществом использования p-i-n-диодов в переключателях является быстрое переключение мощностей.
Недостатком использования p-i-n-диодов в переключателях является относительно медленное переключение больших мощностей (по сравнению с переключением малых мощностей).


Размер файла: 209,5 Кбайт
Фаил: Microsoft Word (.doc)
-------------------
Обратите внимание, что преподаватели часто переставляют варианты и меняют исходные данные!
Если вы хотите, чтобы работа точно соответствовала, смотрите исходные данные. Если их нет, обратитесь к продавцу или к нам в тех. поддержку.
Имейте ввиду, что согласно гарантии возврата средств, мы не возвращаем деньги если вариант окажется не тот.
-------------------

   Скачать

   Добавить в корзину


    Скачано: 4         Коментариев: 0


Не можешь найти то что нужно? Мы можем помочь сделать! 

От 350 руб. за реферат, низкие цены. Просто заполни форму и всё.

Спеши, предложение ограничено !



Что бы написать комментарий, вам надо войти в аккаунт, либо зарегистрироваться.

Страницу Назад

  Cодержание / Электроника / Задача №2 из Контрольной работы №3 (Вариант №4)
Вход в аккаунт:
Войти

Забыли ваш пароль?

Вы еще не зарегистрированы?

Создать новый Аккаунт


Способы оплаты:
UnionPay СБР Ю-Money qiwi Payeer Крипто-валюты Крипто-валюты


И еще более 50 способов оплаты...
Гарантии возврата денег

Как скачать и покупать?

Как скачивать и покупать в картинках


Сайт помощи студентам, без посредников!