Разделы сайта

Автогенератор на туннельном диоде

Исторически туннельные диоды появились значительно позже, чем транзисторы и лампы. Малые габариты и вес, высокая надежность и экономичность обусловили быстрое расширение области их применения. Вольт-амперная характеристика у туннельного диода - типа N (рис. 3.7). Поэтому схема автогенератора получается просто: к диоду подключают параллельный контур по переменному току, а режим по постоянному току выбирают так, чтобы рабочая точка О оказалась на падающем участке характеристики (рис. 3.7.).

а) б)

Рис.3.7. Вольт-амперная характеристика и схема генератора на туннельном диоде

Режим по постоянному току должен обеспечиваться с учетом внутреннего сопротивления источника Ri. Для этого необходимо решить систему двух уравнений:

Рассмотрим два случая. В первом случае, при крутизне наклона характеристики |S(U0)| > 1/Ri, существует три возможных состояния, удовлетворяющих уравнениям системы - точки А, О, Б. Анализ, с учетом емкости самого диода, показывает, что только точки А и Б, расположенные на нарастающих участках характеристики, являются устойчивыми. Если точка покоя (точка О) находится на участке характеристики с отрицательным наклоном, то состояние схемы будет неустойчивым и рабочая точка самопроизвольно смещается в одно из крайних положений (в точку А или точку Б).

Во втором случае, при крутизне наклона характеристики |S(U0)| < 1/Ri, существует лишь одно состояние, удовлетворяющее уравнениям - точка О. Оно оказывается устойчивым и поэтому рабочая точка может быть установлена на любом участке вольт-амперной характеристики с отрицательной крутизной, следовательно, фазовое условие самовозбуждения выполняется. Амплитудное условие самовозбуждения будет выполнено, если |S(U0)| > GЭ, где GЭ - проводимость контура в точках подключения диода.

Частота колебаний равна и может изменяться с помощью СК. Амплитуда колебаний изменяется путем изменения точки подключения диода к колебательному контуру. Если катушки L1 и L2 не связаны единым магнитным полем, то коэффициент включения контура равен

Если же катушки L1 и L2 образуют единую катушку с общим магнитным полем, то диод подключается к индуктивной ветви с коэффициентом включения, равным где n1 и n2 - число витков в частях катушки, обозначенных на схеме L1 и L2.

Блокировочная емкость СБ выбирается из условия

Достоинства схемы:

способность работать в очень широком диапазоне частот (от единиц

килогерц до десятков гигагерц);

высокая стабильность параметров при изменении температуры в широких пределах;

низкий уровень собственных шумов;

малое потребление энергии от источников питания;

длительный срок службы;

малая чувствительность к воздействию радиации.

Недостаток схемы - малая выходная мощность, что обусловлено малыми интервалами токов и напряжений в пределах падающего участка характеристики (с отрицательной крутизной). Например, генератор на одном туннельном диоде с пиковым током до 10 мА обеспечивает мощность, не превышающую единиц милливатт. Для получения большей мощности необходимо применять диоды с большими пиковыми токами.

Самое читаемое:

Корпоративный интранет-портал как инструмент повышения эффективности внутрикорпоративных коммуникаций на примере ОАО Авиакомпания ЮТэйр
В конце XX века благодаря появлению сети Интернет стали возникать новые, более современные каналы коммуникации. Тематические форумы, e-mail-рассылка, чаты, Интернет-конференции значительно расширили возможности передачи информации. Среди новых современных каналов коммуникации имеет место Интернет-сайт - официальное представительст ...