Тунельні діоди, Контент-платформа
Генератор на аналог тунельного діода
РадіоСвіт 2005 №2
У роботі [1] розглянуто транзисторний аналог тунельного діода (АТД). Схема такого аналога наведена на рис.1. У ланцюг бази транзистора VT1 включений стабілітрон VD1. VT1 спочатку закритий, оскільки закритий VD1 і зміщення на базі VT1 відсутня, a VT2 відкритий. При підвищенні напруги, доданої до клем А і В, струм через VT2 зростає досить швидко. За рахунок цього утворюється "висхідна" гілка вольт-амперної властивості (ВАХ) АТД. Після досягнення напруги пробою стабілітрона VD1 починається швидке зростання струму бази VT1, і, цей транзистор поступово відкривається, a VT2 - закривається. Це веде до зменшення струму через АТД, тобто формується "падаюча" гілка ВАХ з негативним опором.
Рис.1Генератор на аналог тунельного діода
Рис.2Генератор на аналог тунельного діода
На другій, "висхідній", гілки ВАХ струм АТД визначається, в основному, струмом, що проходить через VD1 та R1. Однак використання в схемі низькочастотних транзисторів не дозволяє такому АТД працювати на досить високих частотах. Цей недолік можна усунути за допомогою ВЧ-транзистори. Стабілітрон VD1, працюючи в режимі пробою, є джерелом сильних шумів, у зв'язку з чим і сам АТД виходить досить "шумним". Якщо замінити стабілітрон ланцюжком із послідовно включених діодів (рис.2), шуми схеми значно знижуються.
На рис.4 наведена ВАХ АТД, знята зі збільшенням напруги на ньому. Як видно, ця ВАХ має N-подібний вигляд. Напруга на АТД, у якому виникають коливання в LC-контурі (рис.3), має досить вузький діапазон (близько 0,2). нарис.4 ця зона виділена. З погляду генерування коливань вузька зона генерації є недоліком, оскільки отримання генерації потрібно точна установка напруги харчування. Однак цей недолік, з іншого боку, є і певною перевагою, тому що з'являється можливість керувати генерацією відносно невеликою зміною напруги живлення. З графіка, наведеного на рис.4, можна визначити ряд параметрів АТД, наприклад, величину його негативного опору.
Вважаючи, що між точками 1 і 2 графік є пряму лінію, приблизно визначимо диференціальний негативний опір на цій ділянці:
Rд=dU/dI=(4,8-4,3)/((6,7-24,8)*10-3) = 5*10-1/(-1,81*10-2) = - 27,6 (Ом)
Повертаючись до розгляду схем, представлених на рис.1 і 2, слід зазначити, що напруга піку для таких схем з досить великою точністю можна вважати рівною напрузі пробою стабілітрона або напрузі відмикання ланцюжка діодів.
Напруга "впадини" приблизно на 0,5 (рис.1) і 1 (рис.2) більше напруги піку, що, мабуть, пов'язано з напругою насичення транзисторів. ВЧ-напруга на контурі знято в режимі зменшення напруги живлення з використанням високоомного ВЧ-вольтметра, підключеного безпосередньо до LC-контуру. Графік зміни ВЧ-напруги на контурі генератора (ефективне значення) наведено на рис.5 (В – достовірна частина графіка, А – гілка, що підлягає уточненню).
Література: 1. Тележинський П. Аналог тунельного діода. - Радіо, 1977, N4, С.30. 2. Гоноровські ланцюги та сигнали. - М: Радянське радіо, 1977.
В. АРТЕМЕНКО, UT5UDJ, м. Київ.
Аналог АІ301Б Якщо зарубіжний аналогне бентежить, то--1N3118///,,PT0637///.І вітчизняний--3І306Г, Е,Ж, К,Л
Це мала частина того, що видав пошуковик Гугль. де, що може виявитися корисним у частині позначень і типів тунельних діодів:
http://www. /Tut. unneldiode. htm http://hyperphysics. phy-astr. gsu. edu. tundio. html#c2 http://www. /Tunnel_Diode. htm http://www. /T/tunnel. htm
Головний параметр при заміні тунельного діода (у блоках синхронізації) це піковий струм. Замість АІ301В, можна поставити АІ301Б,1І304А, ГІ304А,3І306Ж,3І306К,3І306Р.
А я знайшов довідкові дані по тунельних діодах http://www. pcb. *****/sprav/diod/diod_tunel. html http://www. pcb. *****/sprav/diod/diod_tunel_tabl. html є такий параметр, як послідовний опір діода, у всіх діодів одиниці Ом, і максимум до 10-ти Ом, так що 6. 7 Ом, у моїх діодів, це норма. А ось ще корисна інфа, з вольтом амперними характеристиками http://dssp. *****/book/chapter4/part5.shtml
Спробую зняти характеристику діодів і порівняти їх з довідковими даними, цікаво зловити ділянку з негативним опором. Ніколи дослідженням тунельних діодів займався. А все тому, що вони не зустрічаються у побутовій апаратурі, а тут одразу аж три в генераторі.
А ось і практичне застосування, мініатюрний радіопередавач на тунельному діоді http://www. *****/showpage. php? page Потрібно спробувати, може і мої загенерят.
Досліджуємо тунельний діод
Раніше я вважав: ну діод, і діод, в один бік дзвониться, в інший ні, подумаєш там звивина там якась на характеристиці тунельного діода, але дзвониться то він повинен як діод. І ось, попалися мені в руки, перший раз у житті, три тунельні діоди, випаяв з ..., ось тут розказано: http://www.*****/start/3494/ І яким було моє здивування: ці діоди телефонували цифровим тестером в обох напрямках 7…8 Ом (струм вимірювання приладу не більше 1 мА).
Спробував пропустити струм через діод: взяв напругу з потенціометра, і збільшував, починаючи з одиниць мілівольт, дивився падіння напруги на резисторі навантаження. Навіть кілька мілівольт відкривали діод, струм проходив і в прямому і зворотному напрямках, як через резистор, при збільшенні напруги на вході лінійно збільшувалася напруга на навантажувальному резисторі, перевірив до 2..3 мА, ніяких звивин на характеристиці.
Вирішив автоматизувати процес виміру. Лінійно зростаючу пилкоподібну напругу подав на емітерний повторювач, а з виходу повторювача через 910 Ом на анод діода. Катод діода, через резистор 100 Ом, з'єднав із загальним дротом. Осцилограф підключив паралельно резистору 100 Ом. Ось що показав осцилограф. Верхня осцилограма - струм через тунельний діод. Нижня осцилограма - напруги на тунельному діоді (осцилограф паралельно діоду).
Лінійно спадної пилкоподібної напруги у мене немає, так що пробував плавно зменшувати напругу потенціометром, підключеним до входу повторювача. З цього всього я зробив висновок, що тунельний діод - це такий двополюсник, який при струмі від нуля і до якогось порогового струму, працює як лінійний резистор . А при перевищенні порогового струму різко, стрибком, збільшує опір. Якщо ж після подолання порогового струму, зменшувати струм, то стрибкоподібне зменшення опору настане вже за іншого, меншого струму. У довіднику ці струми називаються як піковий струм і струм западини.
Як перевірити тунельний діод тестером Омметром змаксимальним струмом вимірювання 1 мА, ніяк, дзвониться на всіх межах як резистор в кілька Ом (при падінні напруги на діоді 0,006), тому що вимірювального струму 1 мА недостатньо, для перевищення пікового струму. А ось тестер, зі струмом вимірювання 40 мА, показав опір у прямому напрямку близько 50 Ом, при падінні напруги на діоді 1,2 В. У зворотному ж, навіть за струму 40 мА, тунельний діод дзвониться як резистор кілька Ом.
Хе-хе-хе. Тунельний діод – штука дуже цікава. Перший раз мені він потрапив до рук року так у 1985. Я з його допомогою робив тригерний захист блоку живлення - при перевищенні допустимого тога діод перескакував у другу гілку, і різко обмежуючи струм, уже залишався в такому стані доти, доки не вимкнеш БП .
Добірку за властивостями ТД я брав у журналах РАДІО за початок 60-х років. Там був цілий цикл статей із різними застосуваннями.
Якщо придивитися, то можна побачити на осцилограмі струму та другу зазубрину, на ділянці зменшення струму.
Власне, саме це й мало бути. Традиційне застосування тунельних у різних осцилографах – формування імпульсів синхронізації.
АК:Як перевірити тунельний діод тестером.Тестером - ніяк. Тільки заміна у схемі на свідомо справний.
А ось і ні, одним тестером ніяк не перевірити, а двома, з різними струмами вимірювання опору, можна, або ж, якщо в омметрі, при перемиканні меж, змінюється струм вимірювання, але важливо, щоб на одній з меж струм вимірювання перевищував піковий, а на іншій межі був нижчий від пікового. На струмі нижче пікового, опір кілька Ом, а струмі вище пікового - опір кілька десятків Ом. У звичайних діодів, навпаки, при меншому струмі вимірювання, опір більше.
Можна, можливоперевірити, чи можна навіть зняти ВАХ в натурі. Але тільки для цього треба задати напругу на ньому від чистого джерела напруги, тобто з дуже малим вихідним опором, меншим, ніж негативний опір падаючої гілки тунельника. Тоді можна пройтися по всій ВАХ, і гілку, що спадає, побачити і т. п. І ще одна має бути умова - вони дуже схильні до генерації, тому у джерела напруги, крім мінімального Rвих, повинні бути мінімальні реактивності вихідного ланцюга, інакше тунельник почне свистіти, і найчастіше на дуже високій частоті (вище сприймається осцилоскопом). Практично я це роблю так: беру 1-омний резистор, до нього проводами мінімальної довжини підключаю діод через навантажувальний резистор 5. 10 ом (обидва резистори - безіндуктивні), до цього резистори - вольтметр або осцилоскоп через 000 резистор. міряти. Змінюю струм через 1 ом, задаю тим самим U на діоді, дивлюся струм, будую графік на клітинах. них зменшується висота горба до повного пропадання, і вони перетворюються на т. зв. "навернені" (багато несправностей розгорток промислових осцилографів - від цього). До речі, звернені діоди промислового виготовлення виглядають точно як тунельні, їх легко сплутати (можливо їх взагалі розбраковують із загальної купи після виготовлення). Повернені використовують з тунельними замість звичайних, оскільки у них пряме падіння (на "зворотній" гілки!) Декілька мілівольт, що куди краще навіть германієвих, та й за швидкістю звернені набагато вище. Ось за переплутані гілки ВАХ їх і називають наверненими.
СпецДякую за лікнеп. Піду знімати ВАХ. Саме в коробці завалялися ГІ401.
Якийсь час тому обговорювалося на http://www. *****/ubb/Forum5/HTML/.html
Формувач перетворює вхідний сигнал прямокутні імпульси з крутими фронтами і нормованою амплітудою, забезпечує певну перешкодозахисність приладу. Як правило, формувачі будуються за схемою тригера Шмітта, підсилювача-обмежувача або формувача на тунельних діодах. На рис. 13 представлена принципова схема формувача, виконаного на транзисторахVT1-VT4.Формувач може бути використаний до частот 15 МГц.
Схема формувача, що працює до частот приблизно 50 МГц представлена на рис. 14. Формувач включає емітерний повторювач на транзисторіVT1,ланцюг тунельного діодаR4, VD1і підсилювач-обмежувачVT2, VT3.Ненасичений режим роботи транзисторів усил обмежувачаVT2, VT3та управління цим каскадом за допомогою імпульсу, що виробляється тунельним діодомVD1,сприяють підвищенню швидкодії формувача.
Мал. 14. Принципова схема формувача (до 50 МГц)
Граничні значення параметрів при Т=25°С