Генератор на аналоге туннельного диода. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

В работе [1] рассмотрен транзисторный аналог туннельного диода (АТД). Схема такого аналога приведена на рис. 1.

Рис. 1

В цепь базы транзистора VT1 включен стабилитрон VD1. VT1 вначале закрыт, поскольку закрыт VD1, и смещение на базе VT1 отсутствует, a VT2 открыт. При повышении напряжения, приложенного к клеммам А и В, ток через VT2 возрастает довольно быстро. За счет этого образуется "восходящая" ветвь вольт-амперной характеристики (ВАХ) АТД. После достижения напряжения пробоя стабилитрона VD1 начинается быстрый рост тока базы VT1, и, соответственно, этот транзистор постепенно открывается, a VT2 - закрывается. Это ведет к уменьшению тока через АТД, т.е. формируется "падающая" ветвь ВАХ с отрицательным сопротивлением.

На второй, "восходящей", ветви ВАХ ток АТД определяется, в основном, током, проходящим через VD1 и R1. Однако использование в схеме [1] низкочастотных транзисторов не позволяет такому АТД работать на достаточно высоких частотах. Этот недостаток можно устранить, используя ВЧ-транзисторы. Стабилитрон VD1, работая в режиме пробоя, является источником сильных шумов, в связи с чем и сам АТД получается достаточно "шумящим". Если заменить стабилитрон цепочкой из последовательно включенных диодов (рис. 2), шумы схемы значительно снижаются.

Рис. 2

Работа генератора на АТД (рис. 3) из-за наличия участка с отрицательным сопротивлением требует питания от источника напряжения (с низким внутренним сопротивлением). При измерениях оказалось, что большинство тестеров на пределе измерения тока до 50 мА имеют очень большое внутреннее сопротивление и не позволяют измерять ВАХ АТД. Поэтому автором используется токовый зонд - резистор с сопротивлением 1 Ом. Для измерения тока определяется падение напряжения на этом резисторе.

Рис. 3

На "падающей" ветви ВАХ АТД, вследствие наличия паразитных ре-активностей, часто начинает генерировать. Для устранения такой паразитной генерации вольтметр подключают к токовому зонду через два резистора по 10 кОм, припаянных к концам резистора зонда. Но даже такие меры не исключают полностью появления гистерезисных явлений. Наблюдается некоторое отличие ВАХ, снятой в "прямом" направлении (при увеличении напряжения на АТД), от ВАХ, полученной при уменьшении соответствующего напряжения.

На рис. 4 приведена ВАХ АТД, снятая при увеличении напряжения на нем. Как видно, эта ВАХ имеет N-об-разный вид. Напряжение на АТД, при котором возникают колебания в LC-контуре (рис. 3), имеет довольно узкий диапазон (около 0,2 В). На рис. 4 эта зона выделена. С точки зрения генерирования колебаний узкая зона генерации является недостатком, поскольку для получения генерации требуется точная установка напряжения питания. Однако данный недостаток, с другой стороны, является и определенным преимуществом, так как появляется возможность управлять генерацией относительно небольшим изменением напряжения питания.

На основании графика, приведенного на рис. 4, можно определить ряд параметров АТД, например, величину его отрицательного сопротивления.

Рис. 4

Считая, что между точками 1 и 2 график представляет собой прямую линию, приблизительно определим дифференциальное отрицательное сопротивление на этом участке:

Rд=dU/dI=(4,8-4,3)/((6,7-24,8)*10^-3) = 5*10^-1/(-1,81*10^-2) = -27,6 (Ом)

Возвращаясь к рассмотрению схем, представленных на рис. 1 и 2, следует отметить, что напряжение пика для таких схем с достаточно большой точностью можно считать равным напряжению пробоя стабилитрона или напряжению отпирания цепочки диодов.

Напряжение "впадины" примерно на 0,5 В (рис. 1) и 1 В (рис. 2) больше напряжения пика, что, видимо, связано с напряжением насыщения транзисторов. ВЧ-напряжение на контуре снято в режиме уменьшения напряжения питания с использованием высокоомного ВЧ-вольтметра, подключенного непосредственно к LC-контуру. График изменения ВЧ-напряжения на контуре генератора (эффективное значение) приведен на рис. 5 (В - достоверная часть графика, А - ветвь, подлежащая уточнению).

Рис. 5

Литература

1. Тележинский П. Аналог туннельного диода. - Радио, 1977, N4, с.30.
2. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Советское радио, 1977.

Автор: В.Артеменко, UT5UDJ, г.Киев.

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Samsung Galaxy Buds On: клипсы с искусственным интеллектом вместо внутриканальных наушников 12.10.2026

Беспроводные наушники превратились в одно из самых привычных персональных электронных устройств, однако их конструкция по-прежнему во многом определяется необходимостью размещать излучатель внутри или непосредственно у слухового канала. Компания Samsung решила попробовать другой подход. Представленная модель Galaxy Buds On получила формат наушников-клипсов, которые закрепляются непосредственно на ухе и оставляют слуховой канал открытым. Samsung позиционирует новинку как устройство для продолжительного ношения, тренировок и прогулок, а также для ситуаций, когда пользователю важно одновременно слушать музыку и не терять связь с окружающей обстановкой. В отличие от традиционных внутриканальных моделей, Galaxy Buds On практически не изолируют человека от внешнего мира. При этом речь идет не об экспериментальном прототипе или утечке: официальная информация об устройстве уже опубликована в Samsung Newsroom. Открытая конструкция имеет и очевидный недостаток - добиться такой же глубины н ...>>

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Случайная новость из Архива Квантовая навигация 02.11.2018 Уже скоро GPS-системы получат обновление от нового поколения навигационных инструментов, основанных на принципах квантовой физики. Военные силы США и несколько американских лабораторий работают над новыми квантовыми навигаторами, которые могут полностью изменить глобальные поисковые системы, лишив их нужды в спутниках. Квантовый навигатор - это небольшой алмазный куб, где в обыкновенной углеродной решетке присутствуют атомы азота. Когда зеленый лазер проходит через куб, эти азотные вкрапления испускают красный свет, интенсивность которого зависит от силы и направления того магнитного поля, что сейчас воздействует на куб. При калибровке на паттерны магнитного поля Земли устройство можно использовать в системе GPS, при этом полностью отрезав ее от спутников, подверженных взлому со стороны. Как это работает? Алмаз способен фиксировать аномалии в магнитном поле Земли, а их местонахождение уже с точностью картировано во время предыдущих исследований. Как только устройство зафиксирует аномалию, оно может использовать ее в качестве ориентира для навигации. Сейчас корабли и самолеты не пользуются такой системы, так как большинство магнитных сенсоров могут измерить только силу поля, но не его вектор. Но новое устройство может, и ему для этого не нужна какая-либо внешняя связь. Правда, реальность как обычно вносит свои коррективы. Пока новые устройства очень большие, а их калибровка и увеличение точности займет многие годы. Вдобавок квантовые устройства не заменят обычные, а скорее будут их дополнять, и обычный потребитель, скорее всего, не заметит никакой разницы между ними.

Другие интересные новости:

▪ Бронежилет с системой охлаждения

▪ Зарядные устройства помогут электросетям

▪ Космический танкер

▪ Рыбья чешуя ускорит самолеты

▪ Искусственный интеллект распознает безмолвную речь

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Домашняя мастерская. Подборка статей

▪ статья Закон простых объемных отношений. История и суть научного открытия

▪ статья В каких странах можно проехать на автомобиле по музыкальной дороге? Подробный ответ

▪ статья Слесарь по изготовлению и монтажу воздухопроводов. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Основные законы электрического тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Чудо-телефон. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026