Файл: Воскресенский В.В. Применение туннельных диодов в импульсной технике.pdf

з а р я ж а т ь с я .

Конденсатор С, з а р я ж а е т с я через туннельный диод,

резисторы

Rt

и RKi,

а С 2 — через

резисторы R2 и RKi<

В первый мо­

мент ток

Т Д

гТд = 1 э 2 + г ' с 1 = / т д > / ь

и он переключается в состояние

с высоким

уровнем

напряжения . Потенциал эмиттера

транзистора

Рис. 4.5. Генератор

с мостовым

времязадающим

элементом и ТД:

схема; б) диаграммы

а)

принципиальная

напря­

жений на элементах

схемы

тое состояние транзистора

7Y П о мере з а р я д а конденсаторов

моста

напряжение ис

растет, a uR

падает (рис. 4.5а). Ток ТД, уменьшаясь

по экспоненциальному

закону,

остается

больше

тока 1% В

момент

времени t0 напряжение ис

превысит

uR

на

величину

напряжения

отпирания диода моста Ело,

и диод

моста

открывается.

Ток

iCi, а

следовательно,

и ток

j T H

резко убывают. В момент времени ty убы­

вающи й ток ( х д

станет р а в н ы м

току 1% и Т Д

.переключается

IB

исход­

Нетрудно

заметить,

что

потенциал эмиттера транзистора 7%_

практически

всегда

меньше

нуля,

поэтому д л я обеспечения в гене­

раторе

лавинообразных

про-

о)

цессов после

переключения

Т Д

в исходное состояние резистив-

ный делитель в цепи базы

транзистора

72

подключен к

части

коллекторного резистора

транзистора 73. В отличие от

обычных генераторов с мосто­

выми

элементами,

окончание

формирования

импульса

опре­

деляется

не

моментом

выхода

транзистора из режима насы­

щения,

а

переключением

Т Д

из 'состояния с высоким в со­

стояние

с

низким

уровнем

на­

пряжения .

Таким

образом,

влияние

нестабильности

об­

ратного

теплового

тока

/к о и

коэффициента

усиления

базо­

вого

тока

h2i3

на

температур­

ную

стабильность

длительно­

сти импульса сведено к мини­

муму.

Стабильность

длительности

импульсов

определеятся

в

ос­

новном

температурной

ста­

бильностью

н а п р я ж е н и я

отпи­

Рис. 4.6.

Эквивалентная

схема гене­

рания

диода

моста

£

и ста­

д 0

ратора с

мостовым

времязадающим

бильностью параметров Т Д .

элементом и ТД:

К а к

будет

показано

ниже,

а)

для исходного состояния;

б)

для

при

правильном

выборе

вели­

процесса заряда конденсаторов

моста

до

момента

отпирания

диода

Д

чины

сопротивления

резистора

R, шунтирующего

ТД,

относительная

нестабильность

длительности

импульса может быть

уменьшена

до

десятых

долей

процента.

Д л я

исходного

состояния эквивалентную

схему генератора

мож ­

но представить

в виде

рис. 4.6а, где

Т а к как r ^ R ,

то

гэ

'••Г1-

П о л а г а я транзисторы

идентичными С/ко1 = Л(02=Л<оз = /ко; ^2iai =

= /i2ia2=/i2i33=/i2i3 ), •&

Rk<.R\&~>R%, П - С ^ к г

'и (пренебрегая

'.падением

напряжения

на

ТД,

насыщенное

состояние

транзистора

72

опреде­

лим

из

условия

711П Як 2

откуда

f> <

biamtn

Я к 2

( 4 4 4

)

(3-4-5)

K

где hztemin

— коэффициент усиления базового

тока при

минималь ­

ной температуре рабочего диапазона .

Т Д будет находиться в состоянии с низким уровнем напряжения,

если протекающий

через

него

эмиттерный ток транзистора

Тг

h2 ~ /э2 нас ~

Е

^ (^,9 -f- 0,95) / г m i n .

7 к 2 нас ~

К2

откуда

R,

2 >

—

l l m i n

.

(4-45)

(0,9-=- 0,95)

где Л min — минимальное

значение тока переключения

Т Д в рабо ­

чем диапазоне температур.

транзистора Т3

Д л я надежного

запирания

необходимо

выпол­

нить условие

(4'46)

TST^KSV•/-~*°'

Р е ш а я (4.46) относительно R^,

получим

R7<E6IIK0max,

(4.47)

*б1 =

/ б 1 нас =

lRS~lR3

^ ~ТГ

о'

5 ^ ~7,

'

откуда

Ад

A 3

'121 Э ЩШ А к 1

^

Яз Лгз. з min Ry.1

^

(3 н- 5) Ек

R3

+ £ б Л2 1 э я ш ЯК 1

Д л я обеспечения

надежного переключения

Т Д в состояние с вы­

соким уровнем напряжения необходимо выполнить условие

EARi

+ R**)

>

{

i A +

i , 2 ) I l n a x ,

(4.49)

"l Я к 2

где Iimax

—

максимальное

значение тока I t

в рабочем диапазоне

температур.

При

выводе соотношение

(4.49)

полагали

Г 1 < / ? 1 » Я К 1

и

RK3't>ri.

Эквивалентная схема

генератора в

стадии з а р я д а

конденсаторов

моста до момента отпирания диода Д может

быть изображена так,

к ак

показано на рис. 4.66, где

R r

*

(4.50)

R

+ r3

I 1

D

П -

e3R-'эо

Rr3

_

I

U

2

R - l

3 0

R r .

(4-51)

R

+

r3

R +

r3

Д л я

обеспечения

плоской

вершины

формируемого

импульса и

высокой

стабильности его длительности

транзистор Т2

должен быть

надежно з а к р ы т до момента

переключения

Т Д в

состояние

с вы­

соким уровнем напряжения,

т. е. необходимо

выполнить

условие

«62

=

бэкв — ^ Л 4 ^ 8

—

^кО -^62 экв

г> 0>

(4-52)

=

Лк «

^

.

.

(4.53)

где

«кз («4 - I

-

Я.) +

« к з « к 3

8

„

,

J

*

W

«

L

,

, 4 .

«кэ («4 +

Rs)

+ RK3 «кЗ

а е з к „ определено выражением

(4.51).

Пренебрегая обратным эмиттерным током транзистора Т2 и ре­

шая

(4.52)

относительно

R 5 ,

получим

Я 5 <

UimtnR-RnR*

_

( 4 . 5 5 )

{R ~r r3 min)

( £ к RK3

-(- /К0

M A X R A 7?к з )

где

U2min~e3min

и r3-,nin

— приведенные

напряжение

и

сопротив­

ление Т Д

на диффузионной

ветви

при

максимальной

температуре

рабочего диапазона .

При выводе выражения (4.55)

полагали, что

(R + Г3) (ЕК

RK3

+

/ К

О тах

Ri

RK3)~^> UzminR'

RK3',

R'K3 Кз ^

Ri-

Насыщенное состояние транзистора T3 определим из условия

г'бз =

/бз нас

=

iR& — iR1

> ( 3

-г- 5) —Ь«

,

(4.56)

_

Г

^"к

^КО

'

"21

э min

"^К

/

*

7

Г Д е lR6 =

Y R6 ~

р

'

lR7 ~

7 R7=

~ 7 Г ~ •

Д

г кЗ = 'к

3 нас ~

" Г - ,

так

как

iR8

С

i K S

>

1 Л 4 .

Р е ш а я

(4.56)

относительно

R

6

,

получим

"21

з min

«кз

( 4

(3-^5)

Ек « , -f- Eg

ft21 э

m

i n

R K 3

Д л я

надежного

запирания

транзистора

7\

необходимо

выпол­

нить

условие

61

~ ~R7TR7~

* 0

M A

X ~ R ^ T R 7

5—191

89