隧道二极管模拟上的发生器。方案、说明

隧道二极管模拟发生器。无线电电子电气工程百科全书

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在[1]中，考虑了隧道二极管（ATD）的晶体管模拟。这种模拟的图如图 1 所示。 XNUMX.

图。 1

齐纳二极管VD1包含在晶体管VT1的基极电路中。 VT1最初是关闭的，因为VD1关闭并且没有基于VT1的偏移，而VT2打开。随着施加到端子 A 和 B 的电压增加，通过 VT2 的电流会快速增加。由此，形成了ATD的电流-电压特性(CVC)的“上升”分支。当达到齐纳二极管VD1的击穿电压后，基极电流VT1开始快速增加，相应地，该晶体管逐渐打开，VT2关闭。这会导致通过 ATD 的电流减少，即形成具有负电阻的电流-电压特性的“下降”分支。

在 CVC 的第二个“上升”分支上，ATD 电流主要由流经 VD1 和 R1 的电流决定。然而，电路[1]中低频晶体管的使用不允许这种ATD在足够高的频率下工作。使用射频晶体管可以消除这个缺点。工作在击穿模式的齐纳二极管 VD1 是强噪声源，因此 ATD 本身相当“嘈杂”。如果用一串串联的二极管代替齐纳二极管（图2），电路的噪声将显着降低。

隧道二极管发生器
图。 2

由于存在负阻部分，ATD 上的发电机（图 3）运行需要来自电压源（内阻较低）的电源。在测量过程中发现，大多数测试仪在电流测量极限高达 50 mA 时具有非常高的内阻，并且不允许测量 ATD 的 CVC。因此，作者使用了电流探头——阻值为1欧姆的电阻。为了测量电流，需要确定该电阻器上的电压降。

隧道二极管发生器
图。 3

在 CVC 的“下降”分支上，由于寄生反应的存在，ATD 常常开始生成。为了消除这种寄生现象，电压表通过焊接到探头电阻器末端的两个 10 kΩ 电阻器连接到电流探头。但即使这样的措施也不能完全排除滞后现象的出现。 “正向”方向（ATD 上的电压增加）获得的 CVC 与相应电压减少获得的 CVC 之间存在一些差异。

上图。图 4 显示了 ATD 的 CVC（随着其两端电压的增加而获取）。可以看出，该CVC具有N形形状。 LC 电路（图 3）中发生振荡时，ATD 上的电压范围相当窄（约 0,2 V）。上图。 4 该区域被突出显示。从产生振荡的角度来看，狭窄的产生区域是一个缺点，因为需要精确设置电源电压才能产生振荡。然而，另一方面，这个缺点也是一定的优点，因为可以用电源电压的相对较小的变化来控制发电。

基于图所示的图表。如图4所示，可以确定许多ATD参数，例如其负阻值。

隧道二极管发生器
图。 4

假设点 1 和点 2 之间的图形是一条直线，我们将在本节中近似确定微分负电阻：

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

回到图 1 所示方案的考虑。参照图2和图XNUMX，应当注意的是，具有足够高精确度的此类电路的峰值电压可以被认为等于齐纳二极管的击穿电压或二极管链的触发电压。

“谷值”电压比峰值电压大约高 0,5 V（图 1）和 1 V（图 2），这显然是由于晶体管的饱和电压造成的。使用直接连接到LC电路的高阻RF电压表以降低电源电压的方式获取电路上的RF电压。发生器电路上的射频电压变化图（有效值）如图5所示。 XNUMX（B - 图表的可靠部分，A - 有待澄清的分支）。

隧道二极管发生器
图。 5

文学

Telezhinsky P. 隧道二极管的类似物。 - 电台，1977 年，N4，第 30 页。
戈诺罗夫斯基 I.S. 无线电工程电路和信号。 - M.：苏联广播电台，1977 年。

作者：V.Artemenko，UT5UDJ，基辅。

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