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精密電阻
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微波振蕩器

微波發(fā)生器目前,通常使用兩種主要類型的微波振蕩,即電真空裝置和固體裝置。電真空裝置主要包括微波電真空三極管,反射速調(diào)管,磁控管和回波管。
固態(tài)器件具有晶體三極管,體效二極管(也稱為耿氏二極管)和雪崩二極管。小功率反射速調(diào)管和體效二極管通常用于實驗室中。
對于反射速調(diào)管振蕩器,參見實驗“反射速調(diào)管的工作特性”。這里僅討論體效二極管振蕩器。
自20世紀60年代以來,隨著微波固體器件的發(fā)展,已經(jīng)提出用固體微波振蕩器代替速調(diào)管。它具有壽命長,價格低,直流電源結構簡單等優(yōu)點,但噪聲和穩(wěn)定性與低噪聲速調(diào)管無法比擬。
目前使用的固態(tài)微波源通常是體效二極管(也稱為耿氏二極管)振蕩器或Impact Avalanche和Transit Time二極管振蕩器,兩者都利用半導體二極管的負電阻。效果是產(chǎn)生微波振蕩。


1963年,美國國際商業(yè)機器公司(1BM)JB Gunn發(fā)現(xiàn)砷化鎵和磷化銦等薄層材料具有負阻特性,因此可以在不需要PN的情況下產(chǎn)生微波振蕩結。它與通常由PN結組成的半導體器件的工作方式不同。
它不使用在PN結中移動的載流子的特性,而是利用在半導體本體中移動的載流子的特性。它基于砷化鎵等材料。
“身體”內(nèi)的物理效應。因此,這種類型的器件被稱為體效二極管或耿氏二極管(以發(fā)明者Gunn命名)。
在實驗中觀察到如果在N型砷化鎵單晶上施加直流電壓,如圖3-9所示。隨著電壓逐漸增加,電流也增加。
如圖3-10中的OA線所示,這是正電阻區(qū)。但是,當電壓上升到某個閾值時,電流達到其最大值。
隨著電壓進一步增加,電流反而降低。這是我們經(jīng)常談論的負阻現(xiàn)象,如圖3-10中的AB線所示。
當電壓增加到更晚時,如果電壓繼續(xù)增加,則電流再次開始上升并進入另一個正電阻區(qū)域。圖中負電阻開始時的電壓和電流分別稱為閾值電壓和閾值電流。
從體效應管的電壓 - 電流特性曲線可以明顯看出,如果適當?shù)剡x擇管的DC工作點,則可以使用其負電阻特性來產(chǎn)生高頻振蕩。

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