《調(diào)頻發(fā)射機設(shè)計》word版-文庫吧
2025-01-03 13:42 本頁面
【正文】 （）因為： （）所以起振的條件為： （） （n=0,1,2,…） ()振蕩器的起振條件分為振幅條件和相位條件。 振蕩的平衡和平衡條件振蕩器的輸出幅度增加到一定大小后，輸出幅度不再增加，振蕩器即處于平衡狀態(tài)，此時，所以： n=0,1,2… （）上式分別為振蕩平衡的振幅平衡條件和相位平衡條件。在平衡狀態(tài)中，電源供給的能量正好抵消整個環(huán)路耗損的能量，平衡時輸出幅度將不再變化，因此振幅平衡條件決定了振蕩器輸出振幅的大小。必須指出，環(huán)路只有再某一特定的頻率上才能滿足相位平衡條件，也就是說相位平衡條件決定了振蕩器輸出信號的頻率大小。 處于平衡狀態(tài)的振蕩器應(yīng)考慮其工作的穩(wěn)定性，這是因為振蕩器在工作的過程中不可避免的要受到外界各種因素的影響，如溫度的改變、電源電壓的波動等等，這些變化將使放大器放大倍數(shù)和反饋系數(shù)改變，破壞了原來的平衡狀態(tài)，對振蕩器的正常工作將會產(chǎn)生影響。如果通過放大和反饋的不斷循環(huán)，振蕩器能在原平衡點附近建立起新的平衡狀態(tài)，而且當外界因素消失后，振蕩器能自動回到原平衡狀態(tài)，則原平衡點使穩(wěn)定的；否則，原平衡點為不穩(wěn)定的。振蕩器的穩(wěn)定分為振幅穩(wěn)定條件和相位穩(wěn)定條件。（1）振幅穩(wěn)定條件當振蕩平衡時。若某種原因?qū)е略龃?，只有減小，進而使減小。振蕩器回到平衡狀態(tài)，即在振蕩平衡狀態(tài)，應(yīng)隨反向變化。所以在平衡點A，振幅穩(wěn)定條件為： （）如果F為常量，則有： （）(2) 相位穩(wěn)定條件當振蕩平衡時。若某種原因?qū)е滤矔r增大，相當于增大，只有減小，才能使減小。一般情況下，反饋網(wǎng)絡(luò)為線性網(wǎng)絡(luò)，為常數(shù)，所以相位穩(wěn)定條件為： （）即要求相位隨頻率的變化特性斜率為負值。假設(shè)晶體管的正向傳輸特性的相角為定值，則要求阻抗角隨頻率的變化特性斜率為負值。 二極管在低頻工作時，具有有很好的單向?qū)щ娮饔谩．敼ぷ黝l率很高時，由于PN結(jié)的電容效應(yīng)(即二極管的電容效應(yīng))，往往使單向?qū)щ娞匦宰兊煤懿?，這種電容效應(yīng)可以歸結(jié)為兩種等效電容。●勢壘電容 我們知道，在P型和N型半導(dǎo)體的交界面((PN結(jié))附近，由于載流子(空穴和電子)的相互擴散，將形成勢壘區(qū)，積累一定數(shù)量的空間電荷。這些空間電荷是一些不能移動的正負離子，在勢壘區(qū)由于缺少導(dǎo)電的載流子，導(dǎo)電率很低，相當于介質(zhì)。而勢壘區(qū)(也稱空間電荷區(qū)或耗盡層)兩側(cè)的P區(qū)和N區(qū)的導(dǎo)電率相對來說比較高，相當于金屬極板。當外加電壓改變時，勢壘區(qū)的電荷量將隨之改變，這種現(xiàn)象和電容的作用類似，所以稱這個電容為勢壘電容，記為。 當PN結(jié)兩端加正向電壓時，外加電場將使N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴進人空間電荷區(qū)，并中和一部分帶正電荷的施主離子和帶負電荷的受主離子，這就象有一部分電子和空穴“存人”PN結(jié)，相當于電子和空穴分別向勢壘電容“充電”。而當外加電壓降低，又有一部分電子和空穴離開空間電荷區(qū)，這就象電子和空穴分別從勢壘電容“放電”，如圖1所示。而當PN結(jié)加反向電壓時，外加電場使多數(shù)載流子背離空間電荷區(qū)而運動，使空間電荷區(qū)變寬，相當于電子和空穴分別從勢壘電容“放電”，如圖2所示。這種充放電效應(yīng)與普通電容在外加變化電壓作用下的充放電效應(yīng)相似，所不同的只是這個勢壘電容是隨外加電壓的變化而改變的，當外加電壓保持不變時，勢壘區(qū)的空間電荷數(shù)目保持不變，勢壘電容充放電也就停止了，因此，勢壘電容只是在外加電壓改變時才起作用。從定量上，勢壘電容可定義為 ()式中是外加電壓的變化所引起的空間電荷的變化量。實驗表明，勢壘電容和外加電壓之間的關(guān)系為: ()式中是常數(shù)，是PN結(jié)的接觸電位差，是外加電壓(正向偏壓時，為正值，反向偏壓時，為負值),是電容變化指數(shù)，它的值可由，決定于PN結(jié)附近的雜質(zhì)分布情況。由以上公式可見，當反向電壓增大時，結(jié)電容減小，反之，當反向電壓減小時(絕對值)，結(jié)電容增大?！駭U散電容 由于PN結(jié)中載流子的擴散運動產(chǎn)生的電容效應(yīng)可以等效為另一種PN結(jié)電容—擴散電容，我們知道，PN結(jié)加正向偏壓時，N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴相互向?qū)Ψ綌U散，形成一定的非平衡載流子分布，如圖3中的曲線1所示。當正偏壓升高時，PN結(jié)邊界上的電子濃度按指數(shù)規(guī)律增大，電子濃度將由曲線I變到同圖中的曲線H(圖3中是P區(qū)少數(shù)載流子濃度，n(0)是P區(qū)和N區(qū)交界面處，即處電子濃度，和表示PN結(jié)的不同正向偏置電壓)?？梢钥闯?，正向偏置電壓升高時(從升高為)，電子少數(shù)載流子的貯存將增加，而在正向電壓減少時，貯存的電子少數(shù)載流子則將減少。也就是正向偏壓的變化，會使貯存的載流子的電荷量發(fā)生變化，這里也有一個電荷的“存”和“放”的現(xiàn)象，所以也相當于一個電容的作用。這就是所謂擴散電容，用表示。 綜上所述，二極管在高頻運用時必須考慮兩個電容的影響，即勢壘電容和擴散電容。在正向偏置時，因為擴散電容遠大于勢壘電容，勢壘電容可以不予考慮，而考慮擴散電容的影響。在反向偏壓時，因為基本沒有擴散運動，所以擴散電容很小，可以略去不計，而只考慮勢壘電容的影響. 如上所述，二極管具有勢壘電容，通過外加電壓可以改變空間電荷區(qū)的寬度，從而改變這種勢壘電容量的大小，變?nèi)荻O管就是利用這種特性制成的非線性電容元件，與普通二極管的不同之處就是，變?nèi)荻O管主要是通過結(jié)構(gòu)設(shè)計及特殊工藝等一系列途徑突出電容與電壓的非線性關(guān)系，式()中的n值可以得到不同的大小，以適應(yīng)于各種應(yīng) 用。當n=1/3時，稱為緩變結(jié)。當n=1/2時，稱為突變結(jié)。適用于參量放大器的變?nèi)荻O管，這種管子的Q值高，截止頻率高并可減沙噪聲。當時，稱為超突變結(jié)，屬于超突變結(jié)的變?nèi)荻O管，適用于調(diào)諧電路，其電容變化率高. 變?nèi)荻O管的伏安特性曲線和一般二極管的伏安特性曲線沒有大的差別，對于變?nèi)荻O管來說，更重要的是電壓—電容特性，圖4是變客二極管典型壓容特性曲線。
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