터널 다이오드의 아날로그 발전기. 계획, 설명

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터널 다이오드의 아날로그 생성기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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[1]에서는 터널 다이오드(ATD)의 트랜지스터 아날로그를 고려합니다. 그러한 아날로그의 다이어그램이 그림에 나와 있습니다. 1.

그림. 1

제너 다이오드 VD1은 트랜지스터 VT1의 베이스 회로에 포함된다. VT1은 VD1이 닫혀 있고 VT1을 기반으로 하는 오프셋이 없기 때문에 초기에 닫혀 있고 VT2는 열려 있습니다. 단자 A와 B에 적용되는 전압이 증가함에 따라 VT2를 통과하는 전류는 매우 빠르게 증가합니다. 이로 인해 ATD의 전류-전압 특성(CVC)의 "상승" 분기가 형성됩니다. 제너 다이오드 VD1의 항복 전압에 도달하면 기본 전류 VT1의 급격한 증가가 시작되고 이에 따라이 트랜지스터가 점차 열리고 VT2가 닫힙니다. 이것은 ATD를 통한 전류의 감소, 즉 음의 저항을 갖는 전류-전압 특성의 "하강" 분기가 형성됩니다.

CVC의 두 번째 "오름차순" 분기에서 ATD 전류는 주로 VD1 및 R1을 통과하는 전류에 의해 결정됩니다. 그러나 회로 [1]에서 저주파 트랜지스터를 사용하면 이러한 ATD가 충분히 높은 주파수에서 작동할 수 없습니다. 이 단점은 RF 트랜지스터를 사용하여 제거할 수 있습니다. 항복 모드에서 작동하는 제너 다이오드 VD1은 강한 잡음의 원인이므로 ATD 자체가 상당히 "잡음"인 것으로 판명되었습니다. 제너 다이오드를 직렬로 연결된 일련의 다이오드로 교체하면(그림 2) 회로의 잡음이 크게 줄어듭니다.

터널 다이오드 발생기
그림. 2

네거티브 저항이 있는 섹션이 있기 때문에 ATD(그림 3)에서 발전기를 작동하려면 내부 저항이 낮은 전압원의 전력이 필요합니다. 측정 중에 최대 50mA의 전류 측정 한계에서 대부분의 테스터는 내부 저항이 매우 높고 ATD의 CVC 측정을 허용하지 않는 것으로 나타났습니다. 따라서 저자는 저항이 1ohm 인 저항 인 전류 프로브를 사용합니다. 전류를 측정하기 위해 이 저항의 전압 강하가 결정됩니다.

터널 다이오드 발생기
그림. 3

CVC의 "하강" 지점에서 기생 반응의 존재로 인해 ATD가 종종 생성되기 시작합니다. 이러한 기생 생성을 제거하기 위해 프로브 저항기 끝에 납땜된 두 개의 10kΩ 저항기를 통해 전압계를 전류 프로브에 연결합니다. 그러나 그러한 조치조차도 히스테리시스 현상의 출현을 완전히 배제하지는 않습니다. "순방향"(ATD에서 전압이 증가함에 따라)에서 취한 I-V 특성과 해당 전압이 감소하여 얻은 I-V 특성 사이에는 약간의 차이가 있습니다.

무화과에. 도 4는 ATD의 CVC를 나타내며, 전압이 증가함에 따라 취한다. 알 수 있듯이 이 CVC는 N자 모양을 하고 있습니다. LC 회로(그림 3)에서 발진이 발생하는 ATD의 전압은 범위가 다소 좁습니다(약 0,2V). 무화과에. 4 이 영역이 강조 표시됩니다. 발진 발생의 관점에서 볼 때, 발생을 얻기 위해서는 공급 전압의 정확한 설정이 필요하기 때문에 좁은 발생 영역은 단점입니다. 그러나 한편으로 이 단점은 공급 전압의 상대적으로 작은 변화로 발전 제어가 가능해지기 때문에 확실한 장점이기도 합니다.

그림에 표시된 그래프를 기반으로합니다. 4, 예를 들어 네거티브 저항 값과 같은 여러 ATD 매개 변수를 결정할 수 있습니다.

터널 다이오드 발생기
그림. 4

점 1과 2 사이의 그래프가 직선이라고 가정하면 대략적으로 이 영역에서 미분 음의 저항을 결정할 것입니다.

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

그림에 제시된 계획의 고려 사항으로 돌아갑니다. 1과 2에서 충분히 높은 정확도를 가진 이러한 회로의 피크 전압은 제너 다이오드의 항복 전압 또는 다이오드 체인의 트리거 전압과 동일한 것으로 간주될 수 있습니다.

"최저" 전압은 피크 전압보다 약 0,5V(그림 1) 및 1V(그림 2) 더 크며, 이는 분명히 트랜지스터의 포화 전압으로 인한 것입니다. 회로의 RF 전압은 LC 회로에 직접 연결된 고 저항 RF 전압계를 사용하여 공급 전압을 낮추는 모드에서 측정되었습니다. 발전기 회로의 RF 전압 변화 그래프 (유효 값)가 그림 5에 나와 있습니다. XNUMX (B - 그래프의 신뢰할 수 있는 부분, A - 명확히 할 분기).

터널 다이오드 발생기
그림. 5

문학

Telezhinsky P. 터널 다이오드의 아날로그. - 라디오, 1977, N4, p.30.
Gonorovsky I.S. 무선 공학 회로 및 신호. - M.: 소비에트 라디오, 1977.

저자: V.Artemenko, UT5UDJ, 키예프.

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