чего поле в образце вне домена еще несколько уменьшается. Ток через образец уменьшается пропорционально полю до / шш (участок б*> характеристики). При уменьшении напряжения на образце с доменом ток через образец практически не меняется до точки 3 (участок в). Разница между напряжениями, соответствующими возникновению домена и„ и его исчезновению У^аш (напряжение гашения), возникает потому, что для рассасывания домена поле внутри него должно быть меньше Е„; поле же в образце (внешнее по отношению к домену) Ягаш = UtawL должно быть значительно меньше £ .

Рис. 10.16. Зависимость дрейфовой скорости носителей v от напряженности электрического поля Е

Рис. 10.17. Вольт-амперная характеристика образца при образовании домена

1. Режимы работы генераторов на диодах Ганна. В зависимости от параметров диода и схемы, в которую он включен, а также от напряжения питания генераторы на диодах Ганна (ГДГ) могут работать в различных режимах, значительно отличающихся как по энергетическим показателям, так и по частотам.

Доменные режимы Меняя сопротивление нагрузки, можно получить три доменных режима: пролетный, с задержкой образования домена, с подавле) нем домена.

Пролетный режим соответствует работе гене-)атора на малое активное сопротивление нагрузки /? . Три этом падение напряжения на /? мало и не оказывает заметного влияния на процессы формирования и движения доменов. Частота колебаний в пролетном режиме соответствует частоте ганновских осцилляции

(10.17)

* Участки б н в характеристики иногда называют динамическими.

Для арсенида галлия Одр 10 м/с и соотношение (10.17) принимает вид

f p=100/L, (10.18)

где /пр выражена в ГГц, если L - в мкм.

Если нагрузка резонансная, то при незначительном падении напряжения на ней (что соответствует низкой добротности нагрузки) внешняя цепь играет роль частотно-избирательной системы. Коэффициент полезного действия ГДГ в пролетном режиме очень мал, поэтому практического применения этот режим не нашел.

Рис. 10.18. Напряжение на диоде Ганна и ток его цепи при работе ГДГ в режиме с задержкой образования домена

Режим С задержкой образования домена соответствует работе ДГ на параллельный резонансный контур с высокой добротностью, когда эквивалентное сопротивление R так велико, что минимальное напряжение на диоде t/min = Uo - U, где t/j - амплитуда переменного напряжения на контуре (рис. 10.18), становится в определенные мо.менты времени меньше порогового. Когда возрастающее напряжение на диоде достигает в образце формируется домен, который движется от катода к аноду в течение времени t. Если период Т переменного напряжения и (/) таков, что к моменту рекомбинации домена на аноде суммарное напряжение и = Uo + U sin cot < Un, следующий домен не возникает, пока это напряжение не сравняется с U . Таким образом формирование домена задерживается на время t.

Частота генерации / равна собственной частоте резонансного контура и, если = U , может изменяться в пределах

U/2<f<f p. (10.19)

При Uo > Un диапазон перестройки уменьшается. Энергетически режим с задержкой образования домена более выгоден, чем пролетный, поскольку время /а, в течение которого ток велик, больше времени рассасывания домена в пролетном режиме. Максимальный электронный к. п. д. равен примерно 6-8 %. При уменьшении Ro, режим с задержкой образования домена переходит в пролетный, а при увеличении - в режим с подавлением домена.

Рис. 10.19. Напряжение на диоде Ганна и ток в его цепи при работе ДГ в режиме с подавлением домена

Режим с подавлением домена возникает, когда напряжение на диоде падает ниже напряжения гашения б'гаш во время движения домена от катода к аноду (рис. 10.19). При и < [/гаш домен рассасывается и рабочая точка перемещается на восходящую ветвь характеристики. Импульс тока в этом режиме имеет значительный провал, что уменьшает амплитуду первой гармоники тока. Вследствие этого максимальный к. п. д. приблизительно в 2,5 раза меньше, чем в режиме с задержкой образования домена. Область рабочих частот для этого режима

/пр/2</<(2-нЗ)/

(10.20) 279