Файл: Кузьмич, В. И. Основы импульсной техники учебник.pdf

2.Установим £ см = 0. Как это скажется на работе фантастрона?

3.Какими методами, кроме изменения £/р, можно изменить длительность импульса?

4.Каковы требования к транзисторам фантастрона?

§ 9.6. ПРИМЕНЕНИЕ ФАНТАСТРОНА

Фантастронные генераторы импульсов могут выполнять функции:

2)генератора линейно изменяющегося напряжения с пара­ метрами, аналогичными параметрам ГПН с отрицательной об­ ратной связью;

3)делительного устройства. Если в ламповом фантастроне резистор Rg подключить не к источнику Еа, а к управляюще­ му напряжениюМупр, то длительность импульса определится формулой

При выполнении неравенства

£/р i Egoi “Ь U Hkкр

длительность импульса будет пропорциональна частному от деления двух входных напряжений Üp и Uynp, т. е.

1-/ упр

Эту же функцию может выполнять и фантастрон на транзис­ торах.

Глава 10

РЕГЕНЕРАТИВНЫЕ ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА НА ТУННЕЛЬНЫХ ДИОДАХ

§10.1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТУННЕЛЬНОГО ДИОДА

Всовременной радиотехнике широко применяются полу­ проводниковые приборы с отрицательным сопротивле­ нием, вольт-амперная характеристика которых имеет

падающий участок. Наиболее широкое применение в маломощ­ ных устройствах получили туннельные диоды (рис. 10.1).

Вольт-амперная характе­ ристика туннельного дио­ да изображена на рис. 10.2. Как видно, уча­ сток II является падаю­ щим и сопротивление дио­

стки / и II называют тун­ нельной ветвью (на этой ветви проявляется тун­ нельный эффект), участок III — д и ф ф у з и о н н о й ветвью (на этом участке характеристика определя­ ется процессами диффу­ зии, как в обычном дио­ де).

Перечислим основные характеристики туннель­ ных диодов и их значения для наиболее распростра­ ненных германиевых и арсенидгаллиевых диодов.

1.Пиковый (максимальный) ток Iм- Этот ток имеет вели­ чину порядка 1—10 мА.

2.Коэффициент, определяющий величину падающего участ-

ка. н“ / м

In

338

Для арсенидгаллиевых диодов Н — lO-f-40; для германие­ вых диодов Н = 8-f-10.

3. Величины номинальных напряжений: для германиевых

ляется емкостью Сд и составляет единицы наносекунд), боль­ шой диапазон рабочих температур (от —60 до +100 4- 200°С), а также небольшая чувствительность к ионизирующему облу­ чению. Арсенидгаллиевые диоды по этим параметрам превос­ ходят германиевые и поэтому чаще применяются в радио­ аппаратуре.

Основным недостатком туннельного диода является то, что этот прибор — двухполюсник, и при конструировании схем приходится применять специальные меры, обеспечивающие од­ нонаправленную передачу сигнала (в частности, для развязки применяются транзисторы). Поэтому часто не удается пол­ ностью реализовать достоинства туннельного диода.

339

§10.2. СОСТОЯНИЯ РАВНОВЕСИЯ ЦЕПИ

СТУННЕЛЬНЫМ ДИОДОМ

Рассмотрим цепь с туннельным диодом, представленную на рис. 10.2.

В зависимости от положения нагрузочной характеристики возможны три режима работы такого устройства.

1. Нагрузочная характеристика пересекает характеристику диода на ветвях / или III (рис. 10.3). В этом случае цепь с тун­

нельным диодом находится в состоянии равновесия в точке пе­ ресечения нагрузочной характеристики и характеристики дио­ да (Л или В). Покажем, что это состояние является устойчи­ вым.

Предположим, что напряжение источника питания Е и- со­ противление резистора R подобраны так, что пересечение про­ исходит на ветви / в точке А (рис. 10.3).

Пусть флюктуационный импульс е сместил рабочую точку вправо. В этой точке ток іл > ід. Разность между этими точ­ ками компенсируется током разряда емкости диода ір= і д— ід (рис. 10.1). Так как при разряде емкости напряжение на дио­ де убывает, то схема возвращается в исходное устойчивое со­ стояние (в точку Л). Если флюктуационный выброс сместит точку влево, то ід > гд и емкость Сд будет заряжаться то­ ком і-з — lR — ід, напряжение на диоде будет нарастать до

340

перехода схемы в исходное состояние. Таким образом, исход­ ное состояние схемы в точке .4 является устойчивым.

Аналогичным образом можно показать, что точка В также является точкой устойчивого состояния равновесия.

2. Нагрузочная характеристика пересекает характеристику диода на всех трех участках (рис. 10.4). Точки А и В пересече­

ния нагрузочной характеристики с нарастающими участками характеристики диода / и III являются точками устойчивого равновесия (доказательство аналогично приведенному выше для режима 1). Точка Ö пересечения характеристики диода на падающем участке является точкой неустойчивого равно­ весия.

В самом деле, пусть флюктуационный выброс е увеличил напряжение на диоде. В этом случае Ir > гд, емкость диода заряжается током і3 = Ir — іл, напряжение на диоде нарас­ тает и в усилителе начинает развиваться регенеративный про­ цесс. Ток заряда представляет собой разность между орди­ натами нагрузочной характеристики и характеристики диода. Процесс заряда прекратится, когда изображающая точка попадет в положение устойчивого равновесия В, в кото­ ром г'з = 0.

Аналогично будет совершаться процесс перехода в точку А, если флюктуационный выброс уменьшит напряжение на

: -341

Диоде. Чем больше токи заряда (разряда) и меньше величина емкости Сл, тем быстрее совершается опрокидывание. Обыч­ но длительность этого процесса весьма мала и составляет еди­ ницы—десятки наносекунд.

3. Нагрузочная характеристика пересекает характеристику диода на падающем участке (рис. 10.5). Покажем, что в этом

случае точка О является точкой устойчивого состояния равно­ весия. Предположим, что флюктуационный выброс е увеличил

шит напряжение на диоде, то изображающая точка также воз­ вратится в состояние О.

Чтобы этот режим использовать для генерации, необходимо

пряжение на диоде. Так как при быстрых процессах ток в ин­ дуктивности изменяется незначительно, то динамическая ха­

342