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:

Конструкторско-технологическое проектирование печатной платы
печатная плата Проектирование печатных плат (ПП) представляет трудоемкий, но очень важный процесс. Для того, чтобы обеспечить функционирование электронной аппаратуры (ЭА) необходимы не только схемотехнические решения, функциональная точность, надежность, но и учет влияния внешней среды, конструктивных, эксплуатационных требований, пр ...