Generatore basato sull'analogo di un diodo tunnel. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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In [1] viene considerato un transistor analogo a un diodo tunnel (ATD). Uno schema di tale analogo è mostrato in Fig. 1.

Fig. 1

Il diodo Zener VD1 è incluso nel circuito di base del transistor VT1. VT1 è inizialmente chiuso perché VD1 è chiuso e non vi è alcuna polarizzazione alla base di VT1 e VT2 è aperto. All'aumentare della tensione applicata ai terminali A e B, la corrente attraverso VT2 aumenta abbastanza rapidamente. A causa di ciò, si forma un ramo "ascendente" della caratteristica corrente-tensione (caratteristica volt-ampere) dell'ATD. Dopo aver raggiunto la tensione di rottura del diodo zener VD1, la corrente di base VT1 inizia ad aumentare rapidamente e, di conseguenza, questo transistor si apre gradualmente e VT2 si chiude. Ciò porta ad una diminuzione della corrente attraverso l'ADT, ad es. si forma un ramo “discendente” della caratteristica corrente-tensione con resistenza negativa.

Sul secondo ramo “ascendente” della caratteristica corrente-tensione, la corrente ADT è determinata principalmente dalla corrente che passa attraverso VD1 e R1. Tuttavia, l'uso di transistor a bassa frequenza nel circuito [1] non consente a tale ADT di funzionare a frequenze sufficientemente elevate. Questo svantaggio può essere eliminato utilizzando transistor RF. Il diodo Zener VD1, che funziona in modalità guasto, è una fonte di forte rumore e quindi l'ADT stesso risulta piuttosto rumoroso. Se si sostituisce il diodo zener con una catena di diodi collegati in serie (Fig. 2), il rumore del circuito viene notevolmente ridotto.

Fig. 2

Il funzionamento del generatore su un ADT (Fig. 3), a causa della presenza di una sezione con resistenza negativa, richiede alimentazione da una sorgente di tensione (con bassa resistenza interna). Durante le misurazioni, si è scoperto che la maggior parte dei tester al limite di misurazione corrente fino a 50 mA hanno una resistenza interna molto elevata e non consentono di misurare le caratteristiche I-V dell'ADT. Pertanto, l'autore utilizza una sonda di corrente, un resistore con una resistenza di 1 Ohm. Per misurare la corrente, viene determinata la caduta di tensione su questo resistore.

Fig. 3

Sul ramo “discendente” della caratteristica corrente-tensione, spesso inizia a generarsi l'ATD, a causa della presenza di reattività parassitaria. Per eliminare tale generazione parassita, il voltmetro è collegato alla sonda di corrente tramite due resistori da 10 kOhm saldati ai capi del resistore della sonda. Ma anche tali misure non escludono completamente il verificarsi di fenomeni di isteresi. C'è una certa differenza tra la caratteristica corrente-tensione presa nella direzione "avanti" (con un aumento della tensione sull'ADT) e la caratteristica corrente-tensione ottenuta diminuendo la tensione corrispondente.

Nella fig. La Figura 4 mostra la caratteristica corrente-tensione dell'ADT, presa all'aumentare della tensione ai suoi capi. Come puoi vedere, questa caratteristica corrente-tensione ha una forma a forma di N. La tensione sull'ADT, alla quale si verificano oscillazioni nel circuito LC (Fig. 3), ha un intervallo piuttosto ristretto (circa 0,2 V). Nella fig. 4 questa zona è evidenziata. La zona di oscillazione ristretta è uno svantaggio dal punto di vista della generazione delle oscillazioni, poiché per ottenere l'oscillazione è necessaria una regolazione precisa della tensione di alimentazione. Questo svantaggio è però anche un chiaro vantaggio, poiché con una variazione relativamente piccola della tensione di alimentazione diventa possibile controllare la generazione.

In base al grafico riportato in Fig. 4, è possibile determinare una serie di parametri dell'ADT, ad esempio il valore della sua resistenza negativa.

Fig. 4

Supponendo che il grafico tra i punti 1 e 2 sia una linea retta, determineremo approssimativamente la resistenza negativa differenziale in questa sezione:

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

Ritornando alla considerazione dei circuiti presentati in Fig. 1 e 2, va notato che la tensione di picco per tali circuiti può essere considerata con sufficiente precisione pari alla tensione di rottura del diodo Zener o alla tensione di accensione della catena di diodi.

La tensione di valle è circa 0,5 V (Fig. 1) e 1 V (Fig. 2) superiore alla tensione di picco, che apparentemente è correlata alla tensione di saturazione dei transistor. La tensione RF sul circuito è stata rimossa nella modalità di riduzione della tensione di alimentazione utilizzando un voltmetro RF ad alta resistenza collegato direttamente al circuito LC. Il grafico delle variazioni della tensione HF sul circuito del generatore (valore efficace) è mostrato in Fig. 5 (B - parte attendibile del grafico, A - ramo da chiarire).

Fig. 5

Letteratura

1. Telezhinsky P. Un analogo di un diodo tunnel. - Radio, 1977, N4, p.30.
2. Gonorovsky I.S. Circuiti e segnali di radioingegneria. - M.: Radio sovietica, 1977.

Autore: V.Artemenko, UT5UDJ, Kiev.

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