Kuriant įvairias elektronines grandines, dažnai reikia generuoti įvairių formų svyravimus. Šią užduotį galima išspręsti įvairiais būdais. Dažniausiai tam naudojami įvairūs generatoriai, tai yra teigiamo grįžtamojo ryšio stiprintuvas. Taip pat galite naudoti elementą, kurio atsparumas yra neigiamas.
Vienas iš šių elementų yra tunelio diodas, kurio srovės įtampos charakteristika (VAC) schematiškai parodyta 1 paveiksle. Toje pačioje vietoje punktyrinės linijos žymi plotą neigiamu kintamosios srovės atsparumu, t. krintanti I - V charakteristikos dalis, kuriai dI / dU <0.
Pagrindinės tunelio diodo savybės
Tunelio diodą, kurio schema parodyta 2 paveiksle, 1957 metais sukūrė japonų fizikas Leo Esaki, kuris po 15 metų tapo Nobelio premijos laureatu.
Nuo kitų kietojo kūno elektroninių prietaisų jis skiriasi labai didele priedų koncentracija, dėl kurios jie ir prasideda turėti lemiamą įtaką jo parametrams laidumo atžvilgiu, t. originalus puslaidininkis (dažniausiai Ge arba GsAs) tampa išsigimęs. Dėl šios priežasties kai kurie tyrinėtojai netgi išskiria tokią medžiagą specialioje semimetalų grupėje.
Be to, lyginant su klasikiniais puslaidininkiniais diodais, pn sandūros srities storis yra kelis kartus mažesnis ir padidėjo maždaug du kartus vadinamųjų. potencialų barjeras, leidžiantis kvantinį mechaninį tunelį poveikis.
Komponento stiprumą daugiausia lemia ypač paprasta konstrukcija ir mažas plotis jo darbinis plotas, kuris leidžia sumažinti kontrolės veiksmų potencialą iki kelių milivoltų. Šios savybės suteikia pastebimai mažesnę inerciją, palyginti su tranzistoriais, ir galimybę normaliai veikti dešimčių GHz dažniu.
Be to, elementas pasižymi mažu energijos suvartojimu ir gali visiškai veikti esant minimaliai įtampai maitinimo šaltinyje.
Tunelio diodas yra labai atsparus jonizuojančiai spinduliuotei.
Pagrindiniai trūkumai laikomi greitu parametrų pablogėjimu eksploatacijos metu ir mažu atsparumu perkaitimui. Be to, diodą reikia labai atsargiai valdyti grandinės sąrankos ir trikčių šalinimo metu. gali sugesti net esant normaliam tęstinumui su multimetru.
Pagrindiniai parametrai ir taikymo sritys
Elemento paso charakteristikų sąraše paprastai yra:
- didžiausia leistina I - V charakteristikos didžiausia, didžiausia ir mažiausia srovė;
- šališkumo įtampa;
- savo pajėgumus;
- tiesioginis aktyvus pasipriešinimas.
Puslaidininkinėse mikrobangų grandinėse tunelio diodas naudojamas:
- greitaeigiai jungikliai;
- grandinės virpesiams generuoti ir sustiprinti milimetrų bangos ilgio diapazone.
3 paveiksle pavaizduota paprasčiausio generatoriaus, paremto šiuo elementu, schema.
Grandinės veikimo dažnį nustato LC grandinė, o VD tunelio diodas veikia kaip pagrindinis elementas, kuris kompensuoja energijos nuostolius grandinėje generavimo proceso metu. Išėjimo signalas imamas iš rezistoriaus Rн.