Полупроводниковый генератор Советский патент 1982 года по МПК H03B9/12 

Изобретение относится к области полупроводниковых устройств, предназначенных для генерирования С.ВЧколебаний. Известен полупроводниковый генера тор, содержащий расположенный на изолирующей подложке планарный элемент Ганна, на поверхности которого размещена замедляющая структура, выполненная в виде, изолированных между сЬбой полуволновых проводя1(их по лосок Cl. Однако известный полупроводниковый генератор имеет низкий уровень генерируемой мощности, что ог условл но Несинхронным взаимодействием электромагнитной волны и электронов дрейфа, выбором параметра пU (п - ко центрация электронов, L - период за медляющей системы/, меньшим пороговой величины существования доменов, и локальным отбором энергии взаимодействия из замедляющей системы. Цель изобретения - повышение уровня генерируемой мощности. Для этого в полупроводниковом ге нераторе, содержагчем расположенный на изолирующей подложке планарный . элемент Ганна, на поверхности которого размещейа замедляющая структура, выполненная в виде изолированных между собоп полуволновых проводящих полосок, планарный элемент Ганна установлен внутри дополнительно, введенного объемного резонатора, а расстояние между полyвoJilЮвыми проводящими полосками где По tпревышает величинуконцентрация электронов в планарном элементе Ганна. На фиг. 1 изображен предлагаемый , полупроводниковый генератор, разрез; на фиг. 2 - разрез А-Д на фиг.1. Полупроводниковый генератор со- держит расположенный на изолирующей подложке 1 планарный элемент Ганна 2, на поверхности которого размещена замедляющая структура 3, выполненная в виде изолированных между собой полуволновых проводящих полосок. Причем планарный элемент Ганна 2 установлен внутри дополнительно введенного объемного резонатора 4, а расстояние между полуволновыми проводящими полосками замедляющел структуры 3 превышает величину где Пр - концентрация электронов в планарном элементе Ганна 2,

Предложенный полупроводниковый генератор работает следующим образом.

Напряжение U, поступающее на выводы 5, равномерно распределяется между зазорами замедляющей структуры 3 так, что напряжение на каждом зазоре становится равным -- , где N - число зазоров.

Когда напряжение Ганновских осцилляции превышает пороговое, между за- зорами замедляющей структуры 3 появляются домены сильного поля. Так как время прохождения доменов равно периоду генерируемых колебаний, дпя обеспечения синхронизма с волной сдвиг фазы на периоде замедляющей структуры 3 должен быть равным 2 Л. Это условие обеспечивается на первой пространственной гармонике нулевого вида колебаний. Этот вид колебаний создается резонатором 4 при дифракции его электромагнитного поля на ламелях замедляющей структуры

3.При этом длина волны генерируемых колебаний определяется резонансной частотой объемного резонатора

4,а максимум генерируемой мощности в полосе перестройки полупроводникового генератора соответствует длине волны, равной удвоенной длине ламелей замедляющей структуры 3.

Таким образом, рассматриваемый полупроводниковый генератор представляет собой N последовательно включенных генераторов Ганна, связанных с внешним резонатором посредством быстрой отрывающейся волны замедляющей структуры 3.

Использование предложенного полупроводникового генератора позволяет увеличить генерируемую мощность на несколько порядков по сравнению с известными полупроводниковыми

генераторами. К преимуществам предложенного полупроводникового генератора следует отнести также широкополосность, возможность осуществления хорошего теплоотвода из рабочей

зоны и решение пpoблe w согласования генератора с внешними цепями.

Формула изобретения

«Полупроводниковый генератор, содержащий расположенный на изолирующей подложке планарный элемент Ганна, на поверхности которого размещена замедляющая структура, выполненная в виде изолированных между собой полуволновых проводящих полосок, отличающи йся тем, что, с целью повышения уровня генерируемой мощности, планарный элемент Ганна установлен внутри дополнительно введенного объемного резонатора, а расстояние между полуволновыми проводя1цикр полосками превышает вели10чину - -- , где По- крнцентрация

электронов в планарном элементе Ганна.

Источники информации, 5 «принятые во внимание при экс.пертизе

1. Патент ОНА 3.611.192, кл. 331/96, 1971.