СВЧ диод обладает малой электрической стойкостью, поэтому при обращении с ним стоит соблюдать особую осторожность. Каждый диод должен находиться на хранении в закрытом металлическом патроне. Необходимо следить за тем, чтобы статическое электричество с тела или приборов не разряжалось через диод.
Сверхвысокочастотным (СВЧ) диодом называют диод-полупроводник рассчитанный на функционирование в СВЧ спектре.
Существует несколько классов СВЧ диодов:
- Смесительный;
- Детекторный;
- Параметрический;
- Переключательный;
- Ограничительный;
- Умножительный;
- Настроечный;
- Генераторный.
При помощи смесительных диодов можно преобразовывать СВЧ сигналы в сигналы с промежуточной частотой. Это возможно благодаря нелинейным ВА характеристикам, которыми обладает высоковольтный диод.
Использование переключательных диодов актуально для устройств коммутирующих СВЧ сигналы (устройства защиты, переключающие приборы и т.д.) .
Сфера применения параметрического СВЧ диода - параметрический усилитель, который является разновидностью резонансного регенеративного усилителя. Усиливающее действие такого прибора связано с накачкой нелинейной ёмкости на диодном p-n переходе, что вызывает проявление динамического сопротивления с отрицательным значением.
Умножитель частоты подразумевает использование умножительного диода. Функция СВЧ диодов данного типа сходно с функциональным назначением умножительного варикапа.
А при помощи настроечного диода можно регулировать резонансную частоту в колебательных системах. По своим функциональным характеристикам он соответствует подстроечному варикапу.
Каждый из обозначенных классов в свою очередь имеет несколько подклассов, выявляемых согласно внутреннему строению СВЧ диода и его значимых для применения параметров. Зачастую получается так, что модели диодов из одного подкласса применяются в узлах различного функционального наполнения. Например, умножительный СВЧ диод может исправно работать в смесителе.
К числу самых распространённых видов СВЧ диодов относят:
- Лавинно-пролётный (диоды Рида, Мисавы, Тагера и т.д.);
- P-I-N диод;
- Диод Ганна;
- Точечно-контактный диод;
- Диод Шоттки или Мотта.
Диоды второго вида интересны спецификой своего построения: две сильно легитированные области с высокой проводимостью (n+, p+) имеют между собой i-область (база активного характера), обладающую низким (сравнимым с собственным у полупроводниковых материалов) показателем по проводимости и более высокой жизнеспособностью носителей заряда. Это снижает размер ёмкости перехода и способствует повышению рабочей частоты диода.
Детекторные диоды
Одной из самых значимых разновидностей диодов являются диоды СВЧ детекторные.
Основным назначением детекторного диода является осуществление процесса выявления в модулированном напряжении низкочастотного сигнала, с опорой на который производят амплитудную модуляцию высокочастотных сигналов.
Роль детекторного диода выполняет преимущественно точечно-контактный диод или диод Шоттки. Самой значимой характеристикой данного элемента считают крутизну ВАХ в окрестности рабочей точки. Значение выходного напряжения детектора должно находиться в прямой зависимости от того, насколько мощный сигнал имеет СВЧ (квадрат входного напряжения).
Работа детекторного СВЧ диода преимущественно не предполагает, что рабочая точка будет смещаться. Но при фиксации слабого сигнала, будет уместно реализовать рабочую точку в зоне малого напряжения. Это возможно для СВЧ диодов прямосмещённого типа.
Определённое число детекторных диодов обладают характеристикой, приближённой к квадратичной. Как результат: с их помощью можно определить мощность СВЧ-колебаний.
Главными специальными характеристиками диодов детекторного типа считают:
- Токовая чувствительность;
- Чувствительность по напряжению;
- Качественный коэффициент.
Когда на СВЧ диод подаётся модулированный высокочастотный сигнал, то плюсом к нему по диоду течёт ток. Если выявить, как относится показатель приращения выпрямленного диодом тока к СВЧ мощности, явившейся условием полученного приращения, то полученный результат будет являться показателем чувствительности по току. Эта величина определяется, если нагрузка задана, а рабочий режим уже установился.
Значение чувствительности по напряжению у детекторного СВЧ диода вычисляется подобным образом. Только вместо значения приращения тока используются данные по приращению напряжения. Зачастую эта характеристика определяется лишь у тех диодов, что применяются при детектировании сигналов импульсного типа. Необходимо помнить, что при повышении температуры уровень чувствительности имеет тенденцию к снижению.
Есть ещё один значимый параметр для детекторных диодов - это тангенциальная чувствительность. Основное значение этого критерия - определение самой низкой границы воспринимаемого детектором сигнала.
Качественный коэффициент детекторного диода позволяет сразу оценить все базовые его параметры на предмет эффективности. Однако, вычисляется этот показатель по достаточно сложной формуле.
Как проверить СВЧ диод на исправность?
В случае, если СВЧ-печь выходит из строя, будет весьма кстати определиться с вероятной причиной поломки. Тем более, что часть неисправностей вполне можно ликвидировать самостоятельно, в домашних условиях.
Одна из самых часто встречающихся проблем - поломка высоковольтного диода.
Специфика конструкции высоковольтных диодов
По своей конструкции диод СВЧ печи представляет собой большое количество последовательных соединений, образующих в итоге единую форму. Данный элемент имеет в своём составе выпрямительные диоды. Технологически они изготавливаются абсолютно одинаково, мало того, заключаются в общий корпус. Сборка высоковольтного диода не подразумевает использования конденсаторов и резисторов, которые могли бы выровнять напряжение.
Как итог: диоду данного типа свойственна нелинейная вольт-амперная характеристика. Потому данные по сопротивлению у высоковольтных диодов напрямую зависят от того, напряжение какой величины было приложено.
Такой характер сборки делает анализ работоспособности СВЧ диода достаточно затруднительным.
Запомните! Проверка СВЧ диода при помощи тестера - неосуществима. Никаких точных показаний, данных по прямому и обратному сопротивлению тестер не продемонстрирует.
Куда лучше будет применить мультиметр. При этом снимать показания по сопротивлению необходимо и для прямого, и для обратного направления.
Перед подключением мультиметра необходимо установить на нём режим R x 1000. В результате, когда "+" вывод прибора подсоединяется к аноду СВЧ диода, сопротивление будет измерено по прямому направлению. Отображённая на дисплее величина при этом будет конечной. Когда подключение осуществляется через катод ("-" вывод), то значение будет бесконечным.
Как оценить состояние СВЧ диода?
Для оценки исправности диода в СВЧ-печи необходимо для начала выполнить следующие действия:
- Отсоединить прибор от электрической сети;
- Изъять высоковольтный диод из прибора (разъединив с электросхемой);
- Включить изъятый диод в осветительную сеть.
Для лампочки накаливания этой сети желательна невысокая мощность - где-то 15 В при подключении на 220 В. Важно, чтобы лампочка светила вполовину слабее возможного и явно мерцала.
Если при подключении СВЧ диода в прямом и обратном направлении так и происходит, то всё в порядке. Если же после переворачивания диода характер свечения меняется, то это говорит о наличии "пробоя" и необходимости замены диодного элемента.
Другой способ, позволяющий проверить СВЧ диоды, потребует использования зарядного устройства от мобильных устройств или планшетов, которые стандартно обладают напряжением в 5 В. Помимо этого потребуется цешка.
После того, как всё необходимое подготовлено, можно приступать к проверке:
- Изъятый из прибора СВЧ диод соединяется с цешкой;
- На время произведения замеров цешка переключается на 10 В;
- Производится анализ полученных данных.
Если диод исправен, то приборный указатель остановится на отметке в 0,25 В (для прямого направления), либо не даст вообще никаких показаний (для обратного направления).
В случае наличия неисправностей или "пробоев" показания будут отсутствовать для обоих направлений.
Если были выявлены неполадки в работе СВЧ диода, то его необходимо заменить
Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта Электронщик, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Делитесь информацией в соцсетях, ставьте лайки, если вам понравилось - это поможет развитию канала
