Эквивалентная схема генератора на ЛПД

Свойства генератора на ЛПД в сантиметровом диапазоне можно приближенно описать, используя эквивалентную схему, изображённую на рисунке 6.15 и представляющую собой сочетание описанной выше схемы ЛПД (рисунок 6.9) с параметрами внешнего контура (резонатора).

Эквивалентная схема ГЛПД

Последний, представлен полным реактивным сопротивлением X _к и активным сопротивлением R _к, включающим в себя приведённое сопротивление нагрузки X ′ _н и R ′ _н:

(6.10)

Здесь X _р и R _р — реактивное и активное сопротивления резонатора.

Основную трудность при расчётах по методу эквивалентных схем вызывает определение параметров р–n -перехода (X _д, r _д и r_s). В общем случае эти величины представляют собой сложные функции, зависящие от рабочего тока диода I ₀, частоты ω, амплитуды высокочастотного поля E _вч и свойств полупроводника (степени легирования примесями, технологии изготовления и т.д.). Однако для случая, когда ток диодов I ₀ не слишком превосходит пусковой ток I _пуск, определяющий начало возникновения колебаний, реактивное сопротивление можно представить следующей зависимостью:

(6.11)

где C _д — ёмкость р–n -перехода, имеющая значение в пределах 0, 1 … 0, 3 пФ. Формула (6.11) позволяет найти частоту генерации такого прибора. Действительно, используя уравнение стационарной частоты колебаний в виде Σ X = 0, получим

(6.12)

В этом выражении реактивное сопротивление резонатора принято индуктивным: X = ω L _р. Связано это с тем, что при малой величине индуктивности корпуса диода (L _п ≈ 10^-9 Гн) для компенсации оставшихся двух ёмкостных сопротивлений необходима индуктивная настройка резонатора. Решение уравнения (10) можно записать в следующем виде:

(6.13)

Из двух возможных значений частоты ω _I и ω _п устойчивой, как правило, является низшая ω _I < ω _п.