Мощный транзистор в лавинном режиме. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

Применение транзисторов в лавинном режиме позволяет упростить некоторые схемы, получить большие выходные напряжения, высокое быстродействие, не достигаемые при работе транзисторов в обычных режимах. Есть. однако, целый ряд причин, затрудняющих широкое использование лавинного режима работы транзисторов.

В первую очередь следует упомянуть значительный разброс лавинных параметров транзисторов и, как следствие, недостаточно высокую воспроизводимость характеристик устройств на транзисторах, работающих в подобном режиме. Кроме того, всегда есть большая опасность пробоя транзистора в процессе налаживания устройств.

Однако несмотря на формальные причины (отсутствие в технических условиях указания о возможности работы в режиме лавинного пробоя), применение обычных транзисторов в режиме лавинного пробоя вполне оправдано в радиоэлектронных устройствах, изготовляемых в единичных экземплярах, при проведении экспериментов, в радиолюбительских конструкциях и т. п.

Хорошие результаты можно получить при использовании в лавинном режиме мощного кремниевого транзистора П701А. На рис. 1 приведена схема генератора пилообразного напряжения, работающего в автоколебательном режиме.

Рис. 1

Генератор вырабатывает пилообразные импульсы с частотой 20...250 Гц, 200...2500 Гц и 2000...25 000 Гц (положение 1, 2, 3 переключателя S1) и амплитудой - 120 В. На частотах выше 20 кГц амплитуда напряжения снижается до 100 В. Линейность пилообразного напряжения достаточно высока, ее ухудшение происходит лишь на самых низких частотах первого поддиапазона. Генератор легко синхронизируется внешним сигналом с частотой до сотен килогерц и напряжением от единиц вольт. Входное сопротивление для сигнала синхронизации - около 90 кОм. При напряжении питания 600 В генератор потребляет от 0,5 до 3 мА (большее значение соответствует большей частоте каждого поддиапазона).

При подключении генератора к источнику питания напряжение на коллекторе транзистора и конденсаторе С2. равное в начальный момент нулю (транзистор заперт), начинает экспоненциально возрастать со скоростью, определяемой постоянной времени цепи R5R6C2. При достижении на коллекторе транзистора некоторого напряжения он отпирается, конденсатор С2 разряжается через него. напряжение на конденсаторе резко падает до нуля, после чего процесс повторяется. Подавая в цепь базы переменное напряжение, можно управлять моментом открывания транзистора, чем и обеспечивать его синхронизацию.

Налаживание генератора сводится к подбору такого положения движка подстроечного потенциометра R4, при котором устойчивые колебания будут поддерживаться при любых положениях резистора R6 и переключателя SI. Если это не получается, то следует увеличить напряжение питания и. может быть, заменить транзистор.

При длительной работе генератора на высокочастотных участках поддиапазонов (резистор R6 в положении минимального сопротивления) возможен незначительный нагрев транзистора, чтобы избежать этого, транзистор целесообразно укрепить на радиаторе.

Генератор может работать без каких-либо изменений в схеме при напряжении питания от 300 до 800...1000 В. Амплитуда пилообразного напряжения генератора при этом изменяется незначительно, в то время как диапазон частот. перекрываемых генератором, с понижением питающего напряжения смешается в сторону низких (до 5...10 Гц), а при повышении - в область более высоких частот (до 30 кГц). Приведенные выше параметры генератора получены при питающем напряжении 600 В.

Имея такой генератор пилообразного напряжения, нетрудно собрать простейший осциллограф, например с трубкой 6Л01И. Схема такого "осциллографа-приставки" приведена на рис. 2. С его помощью можно наблюдать форму сигналов с амплитудой от 5 В в различных цепях телевизора. Напряжение питания на осциллограф подают от цепи вольтодобавки телевизора (500- 800 В).

Рис.2

Диапазон развертки используется только один - 2000...20 000 Гц. В этом случае напряжение смещения, достаточное для нормальной работы генератора, создается из-за протекания тока через резистор R2.

Пилообразное напряжение с коллектора транзистора через разделительный конденсатор C3 поступает на горизонтальные отклоняющие пластины трубки. На вертикальные пластины исследуемое напряжение поступает через разделительный конденсатор С5 и потенциометр R6, регулирующий размер вертикального изображения. Это же напряжение поступает через разделительный конденсатор С1 и резистор R1 на потенциометр R2, служащий регулятором синхронизации. Потенциометры R9 и R8 служат для регулировки соответственно яркости и фокусировки. Резистор R10 и конденсатор С4 образуют фильтр, препятствующий проникновению в цепь питания помех строчной частоты. Конденсаторы, применяемые в осциллографе, должны быть рассчитаны на рабочее напряжение не менее 750 В. Потенциометр R4 - на мощность 2 Вт.

Для центровки луча трубки используется намагниченный отрезок железной проволоки, или винт диаметром 3...5 мм, или кусок ферритового корректирующего сердечника от отклоняющих систем телевизоров.

Магнит размещается непосредственно на колбе трубки и закрепляется в подобранном положении липкой лентой. Подключать осциллограф-приставку к телевизору удобно с помощью проводников с зажимами типа "крокодил". Исследуемый сигнал необходимо подавать на вход, используя экранированный кабель. Несмотря на то что в конструкции нет усилителя сигнала, возможно нежелательное воздействие на трубку помех от блока развертки телевизора. По этой причине при работе осциллограф необходимо располагать на достаточном расстоянии от блока развертки телевизора. При желании для осциллографа можно изготовить металлический экранирующий кожух.

Налаживание осциллографа производят в следующем порядке. Движок потенциометра R6 переводят в верхнее по схеме положение, а вывод 7 отклоняющей пластины трубки соединяют с выводом 9 (не отпаивая от С5 и R6}. Резистор R3 отсоединяют 6т плюсового провода. Подав на осциллограф напряжение питания, проверяют действие регуляторов R9 (яркость) и R8 (фокус) и. получив на экране светящееся пятно. перемешают его с помощью магнитного сердечника в центральную часть экрана. Далее отсоединяют вывод 7 от вывода 9 и восстанавливают соединение резистора R3 с плюсовым проводом. После этого на осциллограф вновь подают напряжение питания. На экране трубки при соответствующем положении регулятора яркости появится горизонтальная линия, длина которой при любом положении регулятора частоты R4 должна быть примерно одинаковой. Если развертки нет (вместо линии на экране точка), следует подать смещающее напряжение на базу транзистора от делителя, как на рис. 1, или заменить транзистор.

В осциллографе вместо трубки 6Л01И можно использовать практически любую осциллографическую трубку с напряжением на втором аноде до 1000 В.

При необходимости от генератора на лавинном транзисторе можно получить парафазное напряжение. На рис. 3 приведена схема такого генератора. В принципе, она не отличается от приведенных на рис. 1 и 2. Парафазное пилообразное напряжение получается за счет разделения сопротивления зарядной цепи (резисторы R4 и R5). Параметры генераторов, собранных по схемам рис. 1 и 3, одинаковы.

Рис.3

Хорошие результаты получаются, если транзистор П701А, работающий в режиме лавинного пробоя, использовать для усиления. На рис. 4 приведена схема усилителя, в котором для увеличения входного сопротивления применен транзистор П417. Полоса усиливаемых частот на уровне 0,7 составляет 50...20 000 Гц. Коэффициент усиления по напряжению, измеренный на частоте 4 кГц, составляет около 120. Входное сопротивление - более 100 кОм. Наибольшее выходное напряжение достигает 70 В (эфф.). Амплитудная характеристика усилителя линейна при изменении напряжения сигнала на входе от 0 до 0,6 В. При напряжении питания 600 В усилитель потребляет ток около 2 мА. Его очень удобно использовать совместно с описанными выше генераторами развертки в осциллографе.

Рис.4

Транзисторы в режиме лавинного пробоя работают лучше всего в схемах релаксационных генераторов. Однако при определенных условиях генератор на лавинном транзисторе может вырабатывать синусоидальные колебания. Генератор по схеме рис. 5 генерирует напряжение синусоидальной формы с частотой около 4 кГц и амплитудой более 110 В. При напряжении питания 600 В потребление тока составляет около 2 мА.

Рис.5

В качестве катушки индуктивности используется регулятор размера строк РЛС-70. Как форма, так и величина выходного напряжения генератора в сильной степени зависят от емкости конденсатора С1. Для изменения частоты колебаний необходимо подбирать сначала емкость конденсатора С2, а затем С1.

Автор: А. Пилтакян, г. Москва; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Магнитные монополи в среде холодного квантового газа 23.07.2018 Известно, что магниты, имеющие форму шара, прямоугольника или подковы, всегда имеют по два магнитных полюса. И если разделить магнит на две части, вы получите два новых магнита с двумя полюсами. Однако, согласно некоторым физическим теориям, на свете могут существовать однополюсные магнитные образования, подобные электрическим зарядам, которые бывают или положительными, или отрицательными. Одно из таких магнитных образований, монополь Янга, может существовать с точки зрения физики высоких энергий, но никому из ученых еще не доводилось вживую "увидеть" этот монополь даже в лабораторных условиях. Группе физиков из Объединенного квантового института (Joint Quantum Institute, JQI) удалось впервые создать аналог монополя Янга на основе квантового газа из сверхохлажденных атомов рубидия. И это достижение можно будет использовать в будущем для более глубокого проникновения в суть уже известных областей физики и новых областей, которые еще не охвачены человеческой наукой. Для того, чтобы обнаружить монополи Янга, существующие в квантовом газе, ученые, при помощи радиоволн и микроволновых лучей выровняли особым образом все спины атомов квантового газа. Периодически повторяя комбинации из четырех различных ориентаций вращения атомов, исследователи заставили двигаться эти атомы в пространстве-времени, при этом, каждый атом через время возвращался в исходную точку. Когда каждый атом заканчивал полный круг, ученые измеряли его спин и сравнивали с его изначальным спином. Было обнаружено, что спин атома не соответствовал изначальному, а небольшие различия, согласно предположениям, могли возникнуть из-за того, что атомы двигались в искривленном пространственно-временном континууме. Рассчитав параметры искривления континуума, ученые определили, что они в точности соответствуют искривлениям, создаваемым, с точки зрения теории, монополем Янга. Для того, чтобы проверить то, что искривления континуума вызваны действительно присутствием монополя Янга, исследователи заставляли атомы двигаться различными путями, даже теми, которые должны огибать область создаваемых искривлений и искажений. Двигавшиеся по этому пути атомы, вернувшись в исходную точку, имели такой же спин, как и в самом начале, что указывало на то, что им удалось избежать воздействия монополя. Используя описанный выше подход и направляя атомы разными путями, исследователи определили, что монополь Янга является топологическим явлением, т.е. он имеет определенные размеры и форму. А в своих дальнейших исследованиях ученые будут выяснять, каким образом можно будет заставить монополи Янга работать на благо человечества в самых различных квантовых технологиях.

Другие интересные новости:

▪ Наушники Sony XB900N

▪ Система жидкостного охлаждения Rosewill PB240-RGB

▪ Аналого-цифровой преобразователь LTC2255

▪ LED драйверы от Mean Well HLG-480H

▪ Хлороформ против озона

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы. Подборка статей

▪ статья Ищите и обрящете. Крылатое выражение

▪ В чем специфика Европы в Позднее Средневековье (ХVI-ХVII вв.)? Подробный ответ

▪ статья Корни и клубни. Советы туристу

▪ статья Стабилизированный преобразователь для ПДУ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Нормы приемо-сдаточных испытаний. Измерительные трансформаторы тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026