Электронный высокочастотный выключатель

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных и радиопередающих устройствах . Цель изобретения - улучшение коммутирующего устройства и повьппение надежности - достигается дополнительным введением в устройство пяти конденсаторов, двух фильтров, импульсного диода, входного повышающего и выходного понижающего трансформатора и двенадцати p-i-п-диодов, образующих три диодно-мостовые матрицы . Закрытое состояние диодов в этих матрицах обеспечивается за счет наличия протяженной i-области, обладающей значительным сопротивлением при разомкнутой цепи прямого и обратного тока, что и реаличонано в предложенном устрсйстве. Использование предложенного устройства позволяет по сравнению с Г1готтгипом увеличить вносимое ослабл . -|:ь и 8-12 раз. Применение цепей oKi i in.:, трансформаторов и диодных матриц позволило уменьшить величину тока прямого смешения на 20-25%. 1 ил. (/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1330750 А 1 (5D 4 Н 03 К 17/74

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4020322/24-21 (22) 11.02.86 (46) 15.08.87. Бюл. 11 - 30 (72) В.Е. Цветаев (53) 621.382(088.8) (56) Патент ФРГ У 2812449, кл. Н 03 К 17/74, 1979.

Авторское свидетельство СССР .Ф 1130920, кл. Н 03 К 17/74, 1984. (54) ЭЛЕКТРОННЫЙ ВЫСОКОЧАСТОТНЫИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных и радиопередающих устройствах. Цель изобретения — улучшение коммутирующего устройства и повышение надежности — достигается дополнительным введением в устройство пяти конденсаторов, двух фильтров, импульсного диода, входного повышающего и выходного понижающего трансформатора идвенадцати p — i-n-диодов, образующих три диодно-мостовые матрицы. Закрытое состояние диодов в этих матрицах обеспечивается эа счет наличия протяженной i-области, обладающей значительным сопротивлением при разомкнутой цепи прямого и обратного тока, что и реализовано в пред— ложенном устрсйстве. Использование предложенно го чс-.ройс тва позволяет по сравнению с:з;-от типом увеличить вносимое осл;гбл ° -ык i 8-12 раэ. Применение цепей л1: :, ..:, трансформаторов и диодных матриц позволило умень— шить величину тока прямого смешения на 20-257. 1 ил, 1330750 заземлены.

Друrei конец повышаюппей обмотки транс 1ор",«1тора 8 через разделительные конденсаторы 16 и 17 соед«нен с лонп1п1а1дще11 обмоткой выходного понижающего трансформатора 18, другой конец которой заземлен. Понижающая обмотк"= трансформатора 18 одним концом соединена с выходной шиной 19, а другим заземлена.

?1ежду обкпздками конденсаторов

1б и 17 подключена третья диодная мосговая матрица, образованная двумя параллельными цепочками, одна из ко55

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных и радиопередающих устройствах.

Целью изобретения является улучшен«е коммутирующих свойств и повышение надежности.

На чертеже приведена принципиальная э.пектрическая схема предлагаемого электронного высокочастотного коммутатора, Устройство содержит подключенную к входной шине 1 устройства через разделительный конденсатор 2 первую диодную мостовую матрицу, обраэованную д11умя параллельным« цепочками, одна иэ которых содержит встречновключенные первый р-i-n-д«од 3 « второй второй р-i-n-диод 4, а другая

2!\ встре«1овкюноченные р-1. п-äkkîä 5 и р-i-и-диод 6.

Среди«е точки цепочек соед«нены . .1ежду собой разделительнпп1 конденсатором 7. Анод диопа 3 и катод дио- 25 да 5 соединены с обкладкой конденсатора ", анод диода 4 и катод диода 6 соед1«1евы с первичной понижающей о, моткг и входного повып:ающего трансФорматора 8, другой конец которой че- 30 рез конденсатор 9 заземлеи.

Псвып1аюп;зя обмотк» трансформатора

8 одним концом соединена с второй диодной матрицей, образованной двумя парап1лель«11ми цепочками, одна из .,стор 1х содерж«т встречионключеиные р-i-ивЂ,,1 оц11 10 « 11, а другая — встре чновклю 1еиn:.1е р-i-n-диоды 12 и 13.

Средние то-1ки пело 1ек соед«нены мея ду собо11 разделительным конде«сато- аб ром ?4, При:.том ансд дисда 10 H катод диода 12 соединены с повышающей обмоткой пон1,1шающего трансформатора

8, !l анод дио а 11 « катод диода 13 через раздслительныи коппе1.с-lTop 15 торых содержит встречновключенные р-i-и-диоды 20 и 21, а другая — р-1-и-диоды 22 и 23.

Средние точки цепочек соединены между собой разделительным конденсатором 24. Анод диода 21 и катод диода 23 через разделительный конденсатор 25 заземлены.

Источник 26 тока прямого смещения, отрицательная клемма которого заземлена, положительной клеммой через ограничивающий резистор 27 и импульсный,циод 28 соединен с анодами р-i-пдиодов 29 и 30 цепи питания. Катод диода 29 через развязывающий фильтр

31 соединен с анодами р-i-n-диодов

5 и 6 первой диодной матриць1. Катоды р-i-n-диодов 3 и 4 соединены через развязывающий фильтр 32 с коллектором транзистора 33 (ключевого элемента) цепи управления, эмиттер которого заземлен, а база через согласующий резистор 34 подключена к шине 35 управления.

Катод диода 30 через развяэывающий фильтр 36 соединен с анодами р-i-n-диодов 12 и 13 второй матрицы и анодами р-i-n-диодов 22 и 23 третьей матрицы. Катоды диодов 10 и 11 второй матрицы через развяэывающий фильтр 37 соединены с коллектором транзистора 33.

Катоды р-i-n-диодов 20 и 21 через равязывающий фильтр 38 соединены с коллектором транзистора 39 (ключевого элемента), эмиттер которого заземлен, а база соединена с коллектором транзистора 40 и через огранич«тельный резистор 41 — с положительной клеммой источника 26 тока прямого смещения. База транзистора 40 (ключевого элемента) через ограничи-. тельный резистор 42 соединена с клеммой 35 управления.

Устройство работает следующим образом.

При подаче открывающего положительного напряжения на управляющую пину 35 происходит открывание транзисторов 33 и 40 и соответственно закрывание транзистора 39.

При этом ток прямого смещения от источника 26 питания через ограничивающий резистор 27, импульсный диод 28, р-i-и-диод 29, развязывающий фильтр 31 поступает на аноды р-i-пдиодов 5 и 6, а затем через них соотнетстн."нно — на анод р-1-п-диода 3

Л

4 и анод р-i-n-диода 4. Затем ток про- 5(12), разделительный кс нденсатор ходит через развязывающий фильтр 32 7(14) и р-i-n-диод 4(11). Такое раз— на коллектор транзистора 33 и замыка- делительное прохождение полунолн ется на общую шину (земля), к которой различной полярности ВЧ-сигнала при5 подсоединен и минус источника 26 водит к тому, что д-слой не обедпитания. няется носителями заряда на соответАналогичным образом открываются ствующей отрицательной полуволне, тем р-i-n-диоды 12, 13, 10 и 11. Цепь самым сопротивление р-1-п-диодов не тока прямого смещения следующая: 10 увеличивается на время прохождения общая шина (земля) — минус источни- отрицательной полуволны. Это обеска 26 питания — плюс источника 26 печивает низкий уровень нелинейных питания — ограничивающий резистор 27 — искажений. Кроме того, не требуется импульсный диод 28 — р-i-п-диод 30 — увеличения тока прямого смешения для развязывающий фильтр 36 — аноды 15 компенсации части уходящего при от—

Ф р-i-n-диодов 12 и 13, затем через рицательной полуволне ВЧ--.игнала заряр-i-и-диоды 10 и 11, развяэывающий да неосновных носителей, что позволяет фильтр 37, коллектор транзистора 33 уменьшить ток прямого смещения для и чеРез его эмиттер — на обЩую шинУ. поддержания р-i-n-диодов диолных маПри этом первая и вторая диодные 2Q триц в открытом состоянии. мостовые матрицы открыты для прохож- При подаче на управляющую шину 35 дения В !-сигнала с минимальными

ВЧ отрицательного запирающего напряжеискажениями и потерями. ния U, транзисторы 33 и 40 закрыZnp

Так как на базу транзистора 39 ваются, а транзистор 39 открывается, подано запирающее напРЯжение в Ре- 25 так как на его базу от источника 26 эультате того, что открыт транзис- питания подается открывающее полотор 40, через третью диодную матжительное напряжение. рицу, состоящую иэ р-i-n-диодов При этом первая и вторая диодные

2о-"

2 - --, не течет ток пРЯмого смещениЯ. матрицы обесточиваются, что приводит

При этом Р и диоды 20 23 3aKPb!TbI 3II K pe gKoMy увеличению cpnp T np enweb и ВЧ-сигнал не шунтируется третьей р-i-и-диодов 3-6 и 10- 12 а р-i-nЭ диоды 20-23 третьей диодной матриВЧ-сигнал, поступая на входную цы открываются в результате протекашину 1 выключателя., проходит затем ния через ниХ тока прямого смещения. чеРез конденсатоР 2, втоРУю диод- - Поданный на входную я иву 1 В I-сигнал

3.> ную матрицу, понижающую обмотку при прохождении черсз закрытые пертрансформатора 8 и конденсатор 9— вую и вторую диодные матрицы, вклюна общую шину, а затем через кон- ченные последовательно с ВЧ-нагрузденсатор 15, вторую диодную матрицу, кой, подключаемой к выходной шине повышающук обмотку трансфоРматоРа 8, 4р 19, ослабляется и при дальнейшем о денс оры 16 и 17 и повышающую прохождении шунтируется третьей обмотку трансФорматора 18 — на общую диодной матрицей, включенной паралшинУ ° С общей шины ВЧ-сигнал через дельно ВЧ нагруэк

-нагрузке, на общую шину. понижающую обмотку трансформатора 18 При этом шунтирование нагрузки пропроходит на выходную шину 19 выклю- 4 исходит более эффективно в высокоомном ВЧ-тракте, которьп1 и создают

В диодной матрице положительная повьппающий и понижающий трансформаполуволна ВЧ-сигнала проходит через торы 8 и 18. Последние позволяют р-i-n-диод 3 (10 для второи диоднои работать второи диоднои матрице на матрицы), затем через Разделительный 5 меньшем ВЧ-токе что способствует

50 1 конденсатор 7 (14) и р-i-n-диод 6(13) ° уменьшению величины вносимых искаПри этом мощный ВЧ-сигнал лишь добав- жений в спектр ВЧ-сигнала закрытой ляет неосновные носители заряда в второй матрицей. Шунтирование тре1-область Р-1 " äèîäîâ, котоРые ин- тьей диодной матрицей уже ослаблен+ жектируются через р -n-переход. От- ного первой и второйматрицами ВЧ-сиг55 рицательная полуволна ВЧ-,сигнала про- нала позволяет уменьшить ток прямого хоДит через соответствующую ей по смещения в диодах 20 — 23. полярности включения р-i-n-диодов Закрытое состояние р-i-п-диодов ветвь, а именно через р-i-п-диодов обеспечивается эа счет наличия про1330750 крытого состояния величина гарантированного ослабления повышается на

10 дБ (для любых разбросов параметров

liРП"IРНЯСМЫХ Р 1-П-ДИОДО13) .

Кроме того, применение с пециальных цепей питания, .трансформаторов и диодных матриц позволяет уменьIIIII Th величину тока прямо1 о смещения на 20-257.

13 о р м у 31 а и з о б р е т е н и я

Электронный высокочастотный выключатель, содержащий подключенный к входной шине через первый конденсатор анодом первый р-i — n-диод, катод которого соед1н1ен с первой

Обкладкой второго конденсатора и

Г!еР}3ым 1! ы13О 1Ом ф11льт13а, 13тОРОЙ Р 1 п

35 диод, ка годом по;1клю 1епный к пергэой

< бклацкс третьего «nfl lfeffciopa, анодом — к первой обкладке четнертого конде11сатора и к первому выводу

«торого фил1 тра, три клкчевых эле— мента, два пз которых управляющими входами подключены через соответствующ11е первый и вто1э,о11 резисторы к шине управления, второй ключевой элемент первым коммутпрукщпм вывоцом 1ерез трети1 ; резистор подключен к первойшине источника питания, третпй — первым коммутирующпм выводом к гервому выводу третьего фильтра, четвертый резистор и «ыходную шину, О т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения коммутирующих свойств и повышения надежности, в него дополн11тельно введе11ы пять конденсаторов, два фильтра, импульсный ,пиод, входной повышающий и выходной п энпжающий трансформаторы и дьенадц;эть р-i-n äèîäoB, причем первый р-э-и-диод образует с первыми тремя

55 тяженной i-области, обладающей значительным сопротивлением при разомкнутой цепи прямого и обратного тока °

11рп этом ВЧ-сигнал даже большого напряжения не в состоянии осуществить движение неосновных носителей через -область р-i-n-диода, т.е. р-i-пдиод сохраняет свое высокое сопротивление и при наложении на его электроды БЧ-напряжения. 10

Использование гредлагаемого устройства позволяет по сравнению с известным увеличить величину вносимого ослабления в 8-12 раз °

За счет повышения надежности за — 15 дополнительными р- i-и-диодами первую мостовую матрицу, в одну диагональ которой включен второй конденсатор, первой обкладкой соединенный с катодом первого дополнительного р-i-п-диода, второй обкладкой. — с анодами второго и третьего дополнительных р-i-n-диодов, катоды которых подключены соответственно к первому и второму выводам второй диагонали первой мостовой матрицы, соединенным соответственно с анодом первого р-i-пдиода и с первым выводом первичной обмотки повышающего трансформатора, второй вывод которой через первый дополнительный конденсатор подключен к общей шине, с которой соединены вторая шина источника питания и второй коммутирующий вывод третьего ключевого элемента, управляющий вывод кото. рого соединен с первым коммутирующим выводом второго ключевого элемента, второй коммутирующий вывод которого соединен с общей шиной, первый коммутирующий вывод первого ключевого элемента соединен с вторым выводом пергэого фильтра, вторым коммутирующим вывоцом — с общей шиной, анод импульсного диода через четвертый резистор соединен с первой шиной источника питания, катод — с анодами четвертого и пятого дополнительных р-i-n-диодов, катод одного из которых через первый дополнительный фильтр соединен с второй обкладкой второго конденсатора, катод другого — с вторым выводом второго фильтра, первый вывод которого соединен с первым выводом первой диагонали второй мостовой матрицы из шестого, седьмого, восьмого и девятого дополнительных р-1-п-диодов, соединенным через второй дополнительный конденсатор с вторым выводом первой диагонали, который через второй дополнительный фильтр соединен с первым коммутирующим выводом первого ключевого элемента, первый вывод второй диагонали второй мостовой матрицы через третий дополнительный конденсатор соединен с общей шиной, второй вывод через вторичную обмотку повышающего трансформатора соединен с второй обкладкой третьего конденсатора, первая .обкладка которого через последовательно соединенные четвертый дополнительный конденсатор и .первичную обмотку понижающего трансформатора подключена к общей шине, которая чепез

1330750

СосiавичеTiy Багян

Редак.-.й Н. ШвыдкаЯ Т кРед 1 -, -.,ич Корректор А. Обручар

Зак;, 3592/56 Тираж 901 Подписное

ВНИИПИ Гссуцарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Пронзво," твенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вторичную обмотку понижающего трансформатора соединена с выходной шиной, второй р-i-и-диол и десятый, одиннадцатый и двенадцатый дополнительные

5 р-i-и-диоды,образуют третью мостовую матрицу, в одну диагональ которой включен четвертый конденсатор, вторая обкладка которого соединена с вторым выводом третьего фильтра, вторая диагональ первым выводом соединена с второй обкладкой третьего конденсатора а вторым выводом через пятый лов

t полнительный конденсатор — с общей шиHGA.