体效应振荡器工作特性和波导管状态

体效应振荡器的工作特性和波导管的工作状*物理学院学号：Gunn通讯等方面有着广泛的应用在科学研究中也是一种重要的观测20世纪60量轻、结构简单、使用方便、工作电压低.本实验研究需要了效应振荡器的实验原1，*电子邮件地址 ；Gunnn被称为负微分电阻率区域，Gunn效应即发生在此区域。这种效应的出现是由于在强场下电子在主能能谷之间转移的结果。n-GaAs上使偏压加到负斜率区，样品内的电场及电子分布将不再均率f1/𝑇𝐷𝑣𝐷/𝐿，式中𝑇𝐷为高场畴的渡越时间，L为样品长度，𝑉𝐷为畴外电子Q管的有源区长度，杂质浓度和谐振腔的设计。本实验中频率调节采用机械调TEM非接触活塞的位置，就可以改变想的有效长度，从而改变微波振荡的频率，率和频率都将发生变化在阈值电压一效应管的电流随电压几乎线性增加，2，波导管中波的状于不存在反射波，|𝐸𝑦|≡|𝐸𝑖|，在驻波状态，|𝐸𝑟|≡|𝐸𝑖||𝐸|𝑚𝑎𝑥=|𝐸𝑥|+|𝐸𝑖|，在波节处|𝐸|𝑚𝑖𝑛=|𝐸𝑟|−|𝐸𝑖|=0，在混波状态，终端是部分反射|𝐸𝑟|<|𝐸𝑖|，所以|𝐸|𝑚𝑎𝑥=|𝐸𝑟|+|𝐸𝑖|，|𝐸|𝑚𝑖𝑛=|𝐸𝑟|−|𝐸𝑖|≠0.波导管中波导波长λg大于真空波长λ，而由𝑐=𝜆𝑓，νg=λg𝑓,得到波在波导中的相速度大于光速矩形波导管TE10波的物理图像为一个以入射角θ(θ=平面波的相速度大，由𝑣g𝑢=𝑐2，u为群速度，可知，能量速度小于光速。按照驻波比的定义，ρ=|𝐸|𝑚𝑎𝑥/|𝐸|𝑚𝑖𝑛，需把|𝐸|𝑚𝑎𝑥𝐸𝑚𝑖𝑛调大。在实验中，可将驻波测量线的探针放在驻波极小点或极大点处，采用把𝐸𝑚𝑎𝑥𝐸𝑚𝑖𝑛调节接在测量线端点的调配元件，使探针的输出功率稍微增大，不要增大太多，否则会发生假象：波形移动，这时极小点的功率并不增大。然后左右移动探针，的输出信号测出，晶体的检波电流I和传输探针附近的高频电场E的关系必须正确测定。对于I=𝑘0𝐸𝑛，n的测量方法：lg|𝐸|=𝑘2|sin(𝜆g设以线上𝑙=𝑙00检波电流也由0增大，每一驻波电场值均有一相应检波电流值。如果测量时不必I（l，E（l，nIl,

n logcosg其中l为驻波线上I=𝐼𝑚/2𝐼𝑚实验装置与实验步实验装实验中，固态源是体效应振荡器，器使固态源发出的微波单向传仪器型号：晶体检流计B：AC15/3直流复射式检流计（：7700185）晶体检流计A：AC15/2直流复射式检流（：7400160）固态源：DH1121A型3cm固态信号（8.6-9.6GHz打开石蜡罐的门可以发现有放置样（下实验步19.000GHz，预热。范围内连续改变体效应管的工作电压，并得到相应的工作电流显示，同时通B2在等幅状态下使频率显示为9.000GHz，体效应管的工作电压为标准电0，由于波节位置受探针影响极小，只要驻波测量线灵敏度足够高即极小点足够，即利用它测量波导波长，为提高准确度，采用平均值坐标，𝑥𝑚𝑖𝑛=(𝑥1+𝑥2)/2,波导波长可以由两个相邻极小点的距离求得。实验中用平均值法测量三个相邻波节的位置，确定波导波长，再算出空I（l）I-E曲线，n.实验结果及分析（一）1：V－I，V—工作电压工作电流频率图 体效应晶体管特性曲（二）标准电压：12.03V表 小驻波比测量数𝐼𝑚𝑎𝑥/𝐼𝑚𝑖𝑛/1234√𝐼𝑚𝑎𝑥1+√𝐼𝑚𝑎𝑥2+√𝐼𝑚𝑎𝑥3+ρ =√𝐼𝑚𝑖𝑛1+√𝐼𝑚𝑖𝑛2+√𝐼𝑚𝑖𝑛3+|Γ0|=表 中驻波比测量数𝐼𝑚𝑎𝑥/𝐼𝑚𝑖𝑛/1ρ=√𝐼𝑚𝑎𝑥=|Γ0|=123λg=λ =√1+(𝜆𝑔𝑣𝑔=𝜆𝑔𝑓=4.439×c=λf=3.015×u=𝑐2/𝑣𝑔=2.027×5I-l123456789图 I-l关系曲驻波上𝐼=𝐼𝑚/2Δl115.8−103.5=𝜆𝑔=I-|E|关系测量数10234567893I-|E|根据拟合结果，nn=结线来研究其工作特性，验证了体效应振荡器的工作原理。并测量了小驻波ρ=1.074和中驻波比ρ=2.560，计算出光速c=3.015×108m/s、相速度𝑣𝑔=4.439×108m/s和群速度u=2.027×108m/s；并在驻波状态测定波导波长λg=49.4×10−3mn=2.0067.致感谢老师对于实验现象过程耐心教导，同时，感谢与我合作、的同学。思考题在a＝23.0mm、b＝10.0mm的矩形波波导管中能不能＝2cm、3cm和5cm的微波？各能哪种波形？ n11021132042150160270310＝4.6cm，可见，＝5cm＝2cm