Gerador no analógico do diodo túnel. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Em [1], um transistor análogo de um diodo túnel (ATD) é considerado. Um diagrama de tal análogo é mostrado na fig. 1.

Fig. 1

O diodo zener VD1 está incluído no circuito base do transistor VT1. VT1 está inicialmente fechado porque VD1 está fechado e não há deslocamento baseado em VT1, enquanto VT2 está aberto. Com o aumento da tensão aplicada aos terminais A e B, a corrente através de VT2 aumenta rapidamente. Devido a isso, um ramo "ascendente" da característica corrente-tensão (CVC) do ATD é formado. Depois de atingir a tensão de ruptura do diodo zener VD1, começa um rápido aumento na corrente de base VT1 e, consequentemente, esse transistor abre gradualmente e o VT2 fecha. Isso leva a uma diminuição na corrente através do ATD, ou seja, um ramo "decrescente" da característica corrente-tensão com resistência negativa é formado.

No segundo ramo "ascendente" do CVC, a corrente ATD é determinada principalmente pela corrente que passa por VD1 e R1. Porém, o uso de transistores de baixa frequência no circuito [1] não permite que tal ATD opere em frequências suficientemente altas. Essa desvantagem pode ser eliminada usando transistores de RF. O diodo Zener VD1, operando no modo de avaria, é uma fonte de forte ruído e, portanto, o próprio ATD acaba sendo bastante "ruidoso". Se você substituir o diodo zener por uma série de diodos conectados em série (Fig. 2), o ruído do circuito é significativamente reduzido.

Fig. 2

A operação do gerador no ATD (Fig. 3), devido à presença de um trecho com resistência negativa, requer alimentação de uma fonte de tensão (com baixa resistência interna). Durante as medições, descobriu-se que a maioria dos testadores no limite de medição de corrente de até 50 mA tem uma resistência interna muito alta e não permite medir o CVC do ATD. Portanto, o autor usa uma sonda de corrente - um resistor com resistência de 1 ohm. Para medir a corrente, a queda de tensão neste resistor é determinada.

Fig. 3

No ramo "queda" do CVC, o ATD, devido à presença de reatividades parasitárias, muitas vezes começa a gerar. Para eliminar essa geração parasitária, o voltímetro é conectado à ponta de prova de corrente por meio de dois resistores de 10 kΩ soldados nas extremidades do resistor da ponta de prova. Mas mesmo essas medidas não excluem completamente o aparecimento de fenômenos de histerese. Existe alguma diferença entre a característica I–V tomada na direção “para frente” (com aumento da tensão no ATD) e a característica I–V obtida com uma diminuição na tensão correspondente.

Na fig. 4 mostra o CVC de um ATD, obtido com um aumento de tensão através dele. Como pode ser visto, este CVC tem uma forma em forma de N. A tensão no ATD, na qual ocorrem oscilações no circuito LC (Fig. 3), tem uma faixa bastante estreita (cerca de 0,2 V). Na fig. 4 esta área é destacada. Do ponto de vista da geração de oscilações, uma zona de geração estreita é uma desvantagem, pois é necessário um ajuste preciso da tensão de alimentação para obter geração. Porém, essa desvantagem, por outro lado, também é uma certa vantagem, pois torna-se possível controlar a geração com uma variação relativamente pequena na tensão de alimentação.

Com base no gráfico mostrado na fig. 4, vários parâmetros ATD podem ser determinados, por exemplo, o valor de sua resistência negativa.

Fig. 4

Assumindo que entre os pontos 1 e 2 o gráfico é uma linha reta, vamos determinar aproximadamente a resistência negativa diferencial nesta área:

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

Voltando à consideração dos esquemas apresentados na Fig. 1 e 2, deve-se notar que a tensão de pico para tais circuitos com precisão suficientemente alta pode ser considerada igual à tensão de ruptura do diodo zener ou à tensão de disparo da cadeia de diodos.

A tensão "vale" é aproximadamente 0,5 V (Fig. 1) e 1 V (Fig. 2) maior que a tensão de pico, que aparentemente se deve à tensão de saturação dos transistores. A tensão de RF no circuito foi tomada no modo de redução da tensão de alimentação usando um voltímetro de RF de alta resistência conectado diretamente ao circuito LC. O gráfico da variação da tensão de RF no circuito do gerador (valor efetivo) é mostrado na fig. 5 (B - parte confiável do gráfico, A - ramo a ser esclarecido).

Fig. 5

Literatura

1. Telezhinsky P. Um análogo de um diodo de túnel. - Rádio, 1977, N4, p.30.
2. Gonorovsky I.S. Circuitos e sinais de engenharia de rádio. - M.: rádio soviética, 1977.

Autor: V.Artemenko, UT5UDJ, Kiev.

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