トンネルダイオードのアナログの発電機。スキーム、説明

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トンネルダイオードのアナログ上のジェネレータ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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[1] では、トンネルダイオード (ATD) に類似したトランジスタが考慮されています。このようなアナログの図を図に示します。 1.

図。 1

ツェナーダイオードＶＤ１は、トランジスタＶＴ１のベース回路に含まれる。 VD1 が閉じており、VT1 に基づくオフセットがないため、VT1 は最初は閉じていますが、VT1 は開いています。端子 A と B に印加される電圧が増加すると、VT1 を流れる電流が非常に急速に増加します。このため、ATD の電流電圧特性 (CVC) の「上昇」分岐が形成されます。ツェナーダイオード VD2 の降伏電圧に達すると、ベース電流 VT2 が急激に増加し始め、それに応じてこのトランジスタが徐々に開き、VT1 が閉じます。これは、ATD を流れる電流の減少につながります。負性抵抗を伴う電流電圧特性の「下降」分岐が形成されます。

CVC の 1 番目の「上昇」ブランチでは、ATD 電流は主に VD1 と R1 を通過する電流によって決まります。ただし、回路 [1] で低周波トランジスタを使用すると、そのような ATD を十分に高い周波数で動作させることができません。この欠点は、RF トランジスタを使用することで解消できます。ブレークダウンモードで動作するツェナーダイオード VD2 は強力なノイズの発生源であるため、ATD 自体が非常に「ノイズが多い」ことがわかります。ツェナーダイオードを直列接続された一連のダイオードに置き換えると (図 XNUMX)、回路のノイズが大幅に減少します。

トンネルダイオードジェネレータ
図。 2

ATD (図 3) 上の発電機の動作には、負性抵抗を持つセクションが存在するため、(内部抵抗が低い) 電圧源からの電力が必要です。測定中に、電流測定制限が最大 50 mA のほとんどのテスターは内部抵抗が非常に高く、ATD の CVC を測定できないことが判明しました。したがって、著者は電流プローブ、つまり抵抗値が1オームの抵抗器を使用します。電流を測定するには、この抵抗の両端の電圧降下を測定します。

トンネルダイオードジェネレータ
図。 3

CVC の「下降」ブランチでは、寄生反応性の存在により、ATD が生成され始めることがよくあります。このような寄生の発生を排除するために、電圧計はプローブ抵抗の端にはんだ付けされた 10 つの XNUMX kΩ 抵抗を介して電流プローブに接続されます。しかし、そのような対策でもヒステリシス現象の出現を完全に排除することはできません。「順方向」（ATDの電圧が増加する）で取得されたI-V特性と、対応する電圧が減少して取得されたI-V特性の間には、ある程度の違いがあります。

図上。図 4 は、ATD の両端の電圧を増加させた場合の ATD の CVC を示しています。見てわかるように、この CVC は N 字型の形状をしています。 LC 回路で発振が発生する ATD の電圧 (図 3) はかなり狭い範囲 (約 0,2 V) です。図上。 4 このゾーンが強調表示されます。発振を発生させるという観点から見ると、発振を得るには電源電圧を正確に設定する必要があるため、発振ゾーンが狭いことは不利です。しかし、この欠点は、一方で、電源電圧の比較的小さな変化で発電を制御することが可能になるため、ある種の利点でもある。

図に示すグラフに基づいています。図４に示されるように、多くのＡＴＤパラメータ、例えば負性抵抗の値を決定することができる。

トンネルダイオードジェネレータ
図。 4

点 1 と点 2 の間でグラフが直線であると仮定すると、この領域の微分負性抵抗を近似的に決定します。

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

図に示したスキームの考察に戻ります。図１および図２を参照すると、十分に高い精度を有するこのような回路のピーク電圧は、ツェナーダイオードの降伏電圧またはダイオードチェーンのトリガ電圧に等しいと考えることができることに留意されたい。

「トラフ」電圧はピーク電圧より約 0,5 V (図 1) および 1 V (図 2) 高く、これは明らかにトランジスタの飽和電圧によるものです。回路上の RF 電圧は、LC 回路に直接接続された高抵抗 RF 電圧計を使用して電源電圧を下げるモードで測定されました。発電回路のRF電圧の変化（実効値）のグラフを図に示します。 5 (B - グラフの信頼できる部分、A - 明確化すべき分岐)。

トンネルダイオードジェネレータ
図。 5

文学

TelezhinskyP.トンネルダイオードの類似物。 -ラジオ、1977年、N4、p.30。
ゴノロフスキー I.S. 無線工学の回路と信号。 - M.: ソビエトのラジオ、1977 年。

著者：V.Artemenko、UT5UDJ、Kiev。

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