лямбда диод что это
Лямбда диод что это
Опубликовано в журнале «Радио», №8, 1997.
Широкому распространению устройств на ЭЛД мешает сложность расчета ВАХ ЭЛД по известным параметрам входящих в него полевых транзисторов, что в свою очередь определяется сложностью аппроксимации ВАХ полевого транзистора [7], [8].
Именно из-за этого до сих пор не были получены также формулы для расчета основных параметров ЭЛД, которыми можно в большинстве случаев обходиться вместо ВАХ при расчете различных устройств на ЭЛД. К таким параметрам следует отнести максимальный ток через ЭЛД (Imax); напряжение, при котором имеет место этот ток (Umax); напряжение запирания (Uзакр); дифференциальное отрицательное сопротивление ЭЛД (-rд); координаты точки перегиба ветви отрицательного сопротивления ВАХ ЭЛД (Uпер, Iпер). Имея формулы, связывающие перечисленные выше параметры ЭЛД с параметрами полевых транзисторов, входящих в него, можно легко подобрать нужную пару транзисторов, а также рассчитать генератор, усилитель и любое другое устройство на ЭЛД.
В данной статье описывается приближенный расчет ВАХ симметричного ЭЛД и его параметров.
Для получения приближенного выражения для ВАХ ЭЛД учтем, что каждый транзистор в симметричном ЭЛД работает до момента полного запирания при напряжениях сток-исток не превышающих напряжения отсечки этого транзистора (и его пары, т.к. мы считаем их одинаковыми). При этих условиях зависимость тока через полевой транзистор от напряжения сток-исток можно приближенно считать линейной, напряжения Uси1=Uзи2=U/2 и Uси2=Uзи1=-U/2 равными по модулю, и тогда ВАХ полевого транзистора можно описать простой формулой:
Учитывая, что для симметричного ЭЛД |Uси|=|Uзи|, можно приближенно считать
Продифференцировав выражение (3) по U, можно найти аргументы, при которых эта функция имеет экстремумы.
что соответствует данным из [8], где для расчета использована аппроксимация ВАХ полевого транзистора сложными функциями, и
Выражение для Umax в [8] не получено, но по имеющемуся там графику ВАХ можно видеть, что и здесь имеет место совпадение результатов расчета.
Подставив значение Umax из (4) в (2) или в (3), получим
Эксперименты показали, что расчетное значение Im ax от экспериментального для пар транзисторов КП303 и КП103, отбранных по параметрам Smax и Uотс, отличается не более чем на 10%. Далее можно определить точку перегиба на отрицательной ветви ВАХ, найдя предварительно
Приравняв к нулю выражение (5) и решив полученное уравнение, определим
что также хорошо согласуется с графиком из [8] и результатами экспериментов, проведенных автором.
Автор выражает надежду, то возможность легко рассчитать параметры ЭЛД по параметрам входящих в него полевых транзисторов послужит стимулом для создания радиолюбителями целого ряда устройств с применением этого перспективного элемента.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Kano, G. The lambda diode: versatile negative-resistance device. «Electronics», 48(1975), N13, p.105-109.
2.Ходоунек, Комплементарные полевые транзисторы с переходом в двухчастотном генераторе. «Электроника», 1975, N22, с.60.
3. Дьяконов В.П., Семенова О.В. Переключающие устройства на лямбда-транзисторах. «Приборы и техника эксперимента», 1977, N5, с.96.
4. Пташник И. VFO с электронной перестройкой. «Радиолюбитель», 1993, N9, с.38.
5. Нечаев И. Лямбда-диод и его возможности. «Радио», 1984, N2, с.54
6. Нечаев И. Щуп-генератор на аналоге лямбда-диода. «Радио», 1987, N4, с.49.
7. Takashi T. Approximation of function field-effect transistor characteristics by hyperbolic function, IEEE Journal of solid-state circuits. 1978, v.13, N5, p.724-726.
8. В.И.Молотков, Е.И.Потапов. Исследование ВАХ маломощных полевых транзисторов и лямбда-диодов и расчет амплитуд автогенератора на лямбда-диоде. «Радиоэлектроника», 1991, т.34, N11, с.108-110.
Лямбда диод что это
ГИР на аналоге λ-диода
Lloyd Butler, VK5BR
Amateur Radio, January 1997
В ноябрьском номере журнала Amateur Radio за 1995 год я описал, как явление, отрицательное сопротивление и схемы генераторов, основанных на его использовании. В одной из рассмотренных схем использовался туннельный диод и, как пример практического использования, многие радиолюбители помнят набор для самостоятельной сборки гетеродинного индикатора резонанса (ГИР) на туннельном диоде, подготовленный фирмой HEATH.
В своё время, в журнале Amateur Radio и в радиолюбительских справочниках был опубликован ряд ГИР, но в последнее время таких публикаций в журнале не было, поэтому я решил восполнить пробел и, одновременно, использовать принцип получения отрицательного сопротивления, присущий схеме с λ-диодом (здесь: схеме с аналогом λ-диода). Преимуществом такой (перед, например, схемой Hartley) схемы является достаточность всего двух выводов катушки контура.
Вначале, я остановлюсь на работе схемы с отрицательным сопротивлением, а уж затем, перейду непосредственно к описанию ГИРа. Прибор, при наличии шести катушек, перекрывает диапазон от 1,6 Мгц до 150 МГц и может работать как абсорбционный резонансный волномер.
λ –схема с отрицательным сопротивлением
Рис. 1. Автоматическое смещение у ПТ с n – и p – переходами
Рис. 2. Схема включения ПТ с отрицательным сопротивлением
Рис. 3. Зависимость тока стока от напряжения сток-исток для схемы с отрицательным сопротивлением (для ПТ MPF102 и 2N4342) Drain Current (mA) – ток стока; Source to Drain Voltage – напряжение исток – сток; Negative Resistance Region – участок отрицательного сопротивления
Принципиально, схема описываемого ГИРа эквивалентна таковому, выполненному на туннельном диоде, разница лишь в напряжении питания, которая в схеме с диодом меньше 1 В. Информации о схемах с отрицательным сопротивлением можно “подсмотреть” в моей предыдущей статье в [ 1 ].
Я был немного озадачен, когда столкнулся с транзистором 2N4342, так как, в имеющихся у меня, технических данных на этот ПТ значилось только, что этот транзистор предназначен для общего пользования и было неизвестно, как поведёт он себя на РЧ. Делать было нечего, выбора не было, я купил несколько экземпляров 2N4342 и решил опробовать их в схеме генератора с отрицательным сопротивлением. Как оказалось, транзисторы работали до 200 МГц.
Чтобы перекрыть диапазон частот, определяемый набором сменных катушек, пришлось применить конденсатор переменной ёмкости с максимальной ёмкостью 100 пФ. Единственное ограничение: на верхнем по частоте диапазоне УКВ, ёмкость КПЕ не должна превышать 45 пФ, при большей ёмкости, происходит срыв колебаний генератора (включить последовательно с КПЕ ёмкость порядка 75…82 пФ).
ГИР питается от источника напряжением 9 В, при этом напряжение питания схемы с отрицательным сопротивлением стабилизировано на уровне 5,1 В стабилитроном ZD1. Чтобы установить правильную рабочую точку генератора, напряжение с помощью подстроечного резистора RV1 выставляется равным 4 В. Выключатель SW1 используется для отключения питания от генератора – переключения режимов ГИР / резонансный волномер. Элементы С1, SW1, V1,V2 и С2, относящиеся к генератору, должны соединяться с помощью коротких выводов между собой и с общим проводом, так как генератор работает и на УКВ.
Комплексное соединение двух ПТ в генераторе осуществляется очень просто, разверните на 180° корпус одного ПТ относительно другого и спаяйте выводы между собой.
Идея применения ГИР в измерительной технике основана на следующем принципе: при размещении прибора в непосредственной близости от резонансных цепей, они начинают поглощать часть энергии генератора ГИР, тем большую, чем ближе частота генератора к резонансной частоте тестируемой цепи и чем ближе к этой цепи расположен прибор. При совпадении резонансной частоты тестируемого контура с частотой генератора ГИР, стрелка измерительной головки покажет минимум напряжения генератора (“провал” показаний). Использование измерения постоянного тока в нагрузке для регистрации этого “провала” часто используется в генераторах, работающих в классе С. Однако, лямбда диод, а, равно и его аналог, изначально предназначены для работы в классе А, поэтому его ток, в зависимости от нагрузки генератора по РЧ (уровня генерируемого напряжения РЧ), меняется мало. Чтобы, всё-таки, обнаруживать “провал” выходного напряжения генератора, при его “отсосе” резонансными цепями, часть напряжения генератора ГИРа, через небольшую ёмкость подаётся на детектор, выпрямляется и фильтруется, после чего измеряется простым микро/милливольтметром. Чтобы предотвратить сильную нагрузку генератора, детектор подключен к нему через дополнительный каскад – истоковый повторитель, в качестве которого также используется ПТ MPF102 (V3).
Напряжение, развиваемое на диоде D3, служит для прямого смещения базы транзистора V4 (схема В Рис. 4) для устранения “ступеньки” на его характеристике усиления, определяемой его переходом база-эмиттер (для выведения в линейный участок). Переменный резистор RV2 служит для регулировки чувствительности стрелочного индикатора, для возможности установки наиболее благоприятного режима для наблюдения резонансного “провала”.
Потребляемый прибором ток от батареи напряжением 9 В составляет примерно 14 мА.
Как было замечено ранее, генератор будет работать, лишь в том случае, когда параллельное сопротивление резонансного контура будет больше, чем значение отрицательного сопротивления в 1700 Ом. Резонансные системы (контуры) даже с довольно низким значением величины добротности Q имеют значительно большее сопротивление, поэтому, практически, любая индуктивность в схеме генератора позволит ему генерировать. Действительно, обратная связь в генераторе больше, чем это необходимо, но развиваемое переменное напряжение управляемо, поскольку размах напряжения ограничен экстремумами А и С на кривой характеристики (Рис. 3).
Чтобы сделать “провал” ощутимым, необходимо снизить параллельное сопротивление резонансной схемы (контура) до значения чуть большего, чем это необходимо для возникновения генерации в генераторе (другими словами, необходимо снизить добротность резонансного контура генератора, что сильно ослабляет требования и к самим катушкам индуктивности генератора ГИРа – UA9LAQ). Для достижения этого, необходимо включить параллельно контуру дополнительный резистор. Так как значение сопротивления шунтирующего резистора для каждого диапазона индивидуально, то резистор с подобранным сопротивлением располагается непосредственно на съёмной сменной катушке ГИР (у основания съёмного модуля). Значение сопротивления шунтирующего резистора в зависимости от поддиапазона изменяется в пределах 1,6 кОм до 4,7 кОм, для “верхнего” УКВ диапазона шунтирующий резистор не используется (добротность катушки оказывается достаточно низкой – UA9LAQ).
В разработке сменных катушек я применил технику, которая использовалась фирмой Heath, при изготовлении ГИР (см. фото выше). Для каркасов катушек использованы отрезки трубок из диэлектрика, с одного конца трубки закрепляется коаксиальный штеккер типа RCA, ответное гнездо RCA укрепляется на корпусе ГИРа. На другом конце трубки намотана катушка, выводы которой протянуты в сторону штеккера и распаяны на нём. Длинная трубчатая форма сменного модуля удобна при проведении измерений, расположения его в труднодоступных местах, вблизи настраиваемых контуров.
Найти источник тонких трубок, необходимых для намотки катушек довольно трудно. Я воспользовался наличием полистироловых трубок диаметром полдюйма (12,7 мм) в магазине, где торгуют материалами для любителей строить модели (поездов). Такая трубка оказалась идеальной для ГИРа. Для четырёх катушек, перекрывающих диапазон 1,6…34 Мгц, я нарезал четыре каркаса длиной по 57 мм. Для поддиапазона 32…85 МГц, где длина выводов оказывается значительной частью самой катушки, длину каркаса пришлось уменьшить до 46 мм. Для самого “верхнего” поддиапазона УКВ, трубка не применялась вовсе, катушка представляет собой простую проволочную петлю.
Катушки наматываются на концах трубки в 3 мм от её края, активной (незаземлённой) частью наружу. Намоточные данные приведены в Таблице 1. Выводы катушек проходят внутрь трубок, через просверленные для этого в трубках отверстия. Витки катушек закреплены небольшим количеством быстро затвердевающего герметика, клея и т. п.
Подчёркиваю: небольшим количеством герметика, так как мои попытки полной заливки катушек привели к значительному увеличению паразитных емкостей и значительному смещению поддиапазонов и уменьшению перекрытия по частоте.
Намоточные данные катушек ГИРа
110 витков, виток к витку, провод 0,1 мм
68 витков, виток к витку, провод 0,35 мм
21 виток, виток к витку, провод 0,35 мм
8,5 витков, виток к витку, провод 0,35
3,5 витка, длина намотки 8 мм, провод 0,7 мм
Петля провода 0,9 мм, длина от выводов штеккера 45 мм, ширина 6 мм
ГИР в режиме абсорбционного резонансного волномера
При отсутствии шунтирующих резисторов, прибор очень чувствителен и может с успехом быть использован в режиме абсорбционного (поглощающего) резонансного волномера. К сожалению, необходимость применения шунтирующих резисторов, снижает возможности прибора в этом режиме: уменьшает чувствительность и “расширяет” настройку. Эффект особенно заметен на двух нижних поддиапазонах. Конечно, это бесспорный недостаток, но его можно обойти, применив дополнительные катушки без шунтирующих резисторов (под них, возможно, придётся сделать отдельные шкалы, так как изготовить строго идентичные катушки сложно. Можно применить другой (многоштырьковый без фиксатора) разъём на катушках, поворачивая модуль катушки и вставляя его в другие отверстия можно включать катушку, как с шунтирующим резистором, так и без него – UA9LAQ).
Детали и конструкция
Детали схемы, выполненной на транзисторах, размещаются на небольшом куске стандартной макетной платы, имеющей металлизированные отверстия с пятачками вокруг них. Соединения между пятачками осуществляются жёстким монтажным проводом. Соединения в генераторе должны быть выполнены кратчайшим путём. Короткие провода от генератора припаяны непосредственно к выводам розетки RCA, установленной на корпусе ГИРа.
Найденные мной у себя в хозяйстве компоненты можно найти в каталогах торговли, что-то изготовить самостоятельно. Проблемным может оказаться только приобретение КПЕ с максимальной ёмкостью 100 пФ, обычно их “берут” от старой, отслужившей своё, аппаратуры. Значение сопротивления шунтирующего каждую катушку резистора указано в Таблице 1, однако, в зависимости от параметров применённых в генераторе ПТ, возможно, потребуется подбор сопротивлений резисторов в небольших пределах. Подбор потребуется и в случае, если Вы измените конструкцию катушек, что скажется на их добротности. Малый уровень напряжения от генератора или отсутствие оного говорит о том, что сопротивление шунтирующего резистора выбрано малым. Малая величина “провала”, при измерениях указывает на большую величину сопротивления этого резистора.
Чтобы прибор был полезен, необходимо произвести его тщательную калибровку от источника калиброванных по частоте сигналов или с помощью калиброванного (или цифрового) частотомера. Источником таких сигналов может быть ГСС или, в крайнем случае, другой калиброванный ГИР. В роли частотомера может проходить и широкодиапазонный приёмник.
При использовании частотомера, удобнее всего включить на его вход одновитковую петлю, расположить катушку ГИРа внутри этой петли или в непосредственной близости от неё и считывать показания с дисплея частотомера. При использовании приёмника, достаточно, просто найти сигнал ГИРа. Если такая калибровка Вас почему-то не устраивает или кажется ненадёжной, возьмите калиброванный ГСС, в качестве контрольного примените приёмник, где, сравнивая сигналы ГСС и ГИР, можно прийти к правильному выводу и установке калибрационных точек на шкале ГСС. Существует и ещё ряд альтернативных способов калибровки ГИР.
С ручкой настройки, каким-либо образом (через верньер или напрямую), следует сблокировать шкалу настройки (или визир шкалы), на которой произвести разметку с указанием частот и поддиапазона. На том корпусе, что я применил, всё разместить невозможно, поэтому я нанёс на шкалу деления от 0 до 10, затем, на боковые стенки с одной и другой стороны корпуса ГИР наклеил градуировочные таблицы, содержащие по 3 поддиапазона в каждой. Можно нанести изменение частоты и графически.
В статье описан генератор на аналоге λ-диода, обладающего отрицательным сопротивлением, и его применение в схеме ГИР. При применении ПТ MPF102 и 2N4342, достигнута устойчивая работа прибора в диапазоне 1,6…150 МГц. Схема генерирует, практически, с любой подключаемой катушкой, однако, для получения явного “провала” показаний, при настройке в резонанс с настраиваемой цепью, необходимо нагружать контур ГИР резистором (уменьшать его добротность), сопротивление резистора следует тщательно подобрать. (Такое явление, как слабая чувствительность к нагрузке контура генератора на аналоге λ-диода можно использовать на практике).
Для измерения выходного напряжения генератора применено две схемы детектирования: одна рассчитана на измерительную головку с током полного отклонения стрелки 50…100 мкА, другая (с дополнительным усилителем) – на 1…2 мА.
ГИР является одним из полезнейших приборов в лаборатории радиолюбителя. Особенно он полезен тем, кто занимается конструированием приёмо-передающей аппаратуры. Многочисленные примеры применения ГИРа в радиолюбительской практике хорошо описаны в соответствующей литературе и здесь не приводятся.
Пара ПТ MPF102 / 2N4342 была найдена методом отбора, другие пары, хотя и имеют участок отрицательного сопротивления, работают совершенно по-другому, характеристика существенно отличается от приведённой на Рис. 3. Одна пара, например, имела в точке А ток стока менее 1 мА и никак не хотела возбуждаться в схеме генератора. Знаю, что говорю, подобранная мной пара “пошла” сразу и работала исключительно хорошо при экспериментах и в схеме ГИРа. Если генератор не будет работать, то следует заменить один из ПТ или всю пару. Также, имея АВО-метр или мультиметр, нетрудно составить опытную цепь, приведённую на Рис. 2 и посмотреть на получающуюся характеристику, подобрать ПТ для работы в паре.
Свободный перевод с английского: Виктор Беседин (UA9LAQ)
г. Тюмень октябрь, 2008 г
Эквиваленты полупроводниковых приборов
В современных радиоэлектронных устройствах используется весьма широкий ассортимент самых разнообразных электронных приборов. Порой отсутствие одного или нескольких таких элементов может затормозить или даже прервать выполнение работы по монтажу или макетированию схемы. Очень часто встречаются ситуации, когда необходимо один элемент заменить другим. Если речь идет о простой замене одного номинала резистора или конденсатора на другой, то решение задачи замены или подбора заменяющего номинала очевидно. Менее очевидны замены радиоэлементов, имеющих специфические, только им присущие свойства.
Ниже будут рассмотрены вопросы замены некоторых специальных полупроводниковых приборов их эквивалентами, выполненными из более доступных элементов.
В импульсной технике широко используют управляемые и неуправляемые коммутирующие элементы, имеющие вольт- амперную характеристику с N- или S-образным участком. Это лавинные транзисторы, газовые разрядники, динисторы, тиристоры, симисторы, однопереходные транзисторы, лямбда-дио- ды, туннельные диоды, инжекционно-полевые транзисторы и другие элементы.
В релаксационных генераторах импульсов, различных преобразователях электрических и неэлектрических величин в частоту широко используют биполярные лавинные транзисторы. Следует отметить, что специально такие транзисторы почти не выпускают. На практике в этих целях используют обычные транзисторы в необычном включении или режиме эксплуатации.
Лавинный транзистор — полупроводниковый прибор, работающий в режиме лавинного пробоя. Такой пробой обычно возникает при напряжении, превышающем предельно допустимое значение. Не допустить теплового пробоя (необратимого повреждения) транзистора можно при ограничении тока через транзистор (подключением высокоомной нагрузкой). Лавинный пробой транзистора может наступать в «прямом» и «инверсном» включении транзистора. Напряжение лавинного пробоя при инверсном включении (полярность подключения полупроводникового прибора противоположна общепринятой, рекомендованной) обычно ниже, чем для «прямого» включения. Вывод базы транзистора часто не используется (не подключается к другим элементам схемы). В ряде случаев базовый вывод соединяют с эмиттером через высокоом- ный резистор (сотни кОм — ед. МОм). Это позволяет в некоторых пределах регулировать величину напряжения лавинного пробоя.
На рис. 2.1 приведена схема равноценной замены «лавинного» транзистора интегрального прерывателя К101КТ1 ее дискретными аналогами. Интересно отметить, что при ближайшем рассмотрении эта схема тождественна эквивалентной схеме ди- нистора (рис. 2.1), тиристора (рис. 2.2) и однопереходного транзистора (рис. 2.4). Отметим попутно, что и вид вольт-амперных характеристик всех этих полупроводниковых приборов имеет общие характерные особенности. На их вольт-амперных характеристиках имеется S-образный участок, участок с так называемым «отрицательным» динамическим сопротивлением. Благодаря такой особенности вольт-амперной характеристики перечисленные приборы могут использоваться для генерации электрических колебаний.
Рис. 2.1. Аналог лавинного транзистора и динистора
Тиристоры, динисторы и им подобные элементы способны при весьма незначительных внутренних потерях управлять большими мощностями, подводимыми к нагрузке.
Тиристоры — приборы, обладающие двумя устойчивыми состояниями: состоянием низкой проводимости (проводимость отсутствует, прибор заперт) и состоянием высокой проводимости (проводимость близка к нулю, прибор открыт). Представители класса тиристоров [Вишневский А.И]:
• диодные тиристоры (динисторы, диаки), имеющие два вывода (анод и катод), управляемые путем подачи на электроды напряжения с высокой скоростью его нарастания или повышения приложенного напряжения до величины, близкой к критической;
• триодные тиристоры (тринисторы, триаки), трехэлектродные элементы, управляющий электрод которых служит для перевода тиристора из закрытого состояния в открытое;
• тетродные тиристоры, имеющие два управляющих электрода;
• симметричные тиристоры — симисторы, имеющие пятислой- ную структуру. Иногда этот полупроводниковый прибор называют семистором.
Диодные тиристоры (динисторы), ассортимент которых не столь велик, различаются, главным образом, максимально допустимым постоянным прямым напряжением в закрытом состоянии. Так, для динисторов типов КН102А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, И (2Н102А — И) значения этих напряжений составляют, соответственно, 5, 7, 10, 14, 20, 30, 40, 50 В при обратном токе не более 0,5 мА. Максимально допустимый постоянный ток в открытом состоянии для этих полупроводниковых приборов равен 0,2 А при остаточном напряжении в открытом состоянии 1,5 В.
На рис. 2.1 приведена эквивалентная схема низковольтного динистора. Если принять R1=R3=100 Ом, можно получить динистор с управляемым (с помощью резистора R2) напряжением переключения от 1 до 25 6 [Войцеховский Я., Р 11/73-40, Р 12/76-29]. При отсутствии этого резистора и при условии R1=R3=5,1 кОм напряжение переключения составит 9 Б, а при R1=R3=3 кОм — 12 В.
Аналог тиристора р-л-р-л-структуры, описанный в книге Я. Войцеховского, показан на рис. 2.2. Буквой А обозначен анод; К — катод; УЭ — управляющий электрод. В схемах (рис. 2.1, 2.2) могут быть использованы транзисторы типов КТ315 и КТ361. Необходимо лишь, чтобы подводимое к полупроводниковому прибору или его аналогу напряжение не превышало предельных паспортных значений. В таблице (рис. 2.2) показано, какими величинами R1 и R2 следует руководствоваться при создании аналога тиристора на основе германиевых или кремниевых транзисторов.
Рис. 2.2. Аналог тиристора
Аналог управляемого динистора может быть создан с использованием тиристора (рис. 2.3) [Р 3/86-41]. При указанных на схеме типах элементов и изменении сопротивления резистора R1 от 1 до 6 кОм напряжение переключения динистора в проводящее состояние изменяется от 15 до 27 В.
Эквивалентная схема используемого в генераторных устройствах полупроводникового прибора — однопереходного транзистора — показана на рис. 2.4. Б1 и Б2 — первая и вторая базы транзистора.
Инжекционно-полевой транзистор (ИГЛ) представляет собой полупроводниковый прибор с S-образной ВАХ. Подобные приборы широко используют в импульсной технике — в релаксационных генераторах импульсов, преобразователях напряжение-частота, ждущих и управляемых генераторах и т.д. Такой транзистор может быть составлен объединением полевого и обычного биполярного транзисторов (рис. 2.5, 2.6).
Рис. 2.3. Аналог управляемого динистора
Рис. 2.4. Аналог однопереходного транзистора
На основе дискретных элементов может быть смоделирована не только полупроводниковая структура. На рис. 2.7 показана схема устройства, эквивалентного низковольтному газовому разряднику [ПТЭ 4/83-127]. Этот прибор представляет собой газонаполненный баллон с двумя электродами, в котором возникает электрический межэлектродный пробой при превышении некоторого критического значения напряжения. Напряжение «пробоя» для аналога газового разрядника (рис. 2.7) составляет 20 В. Таким же образом, может быть создан аналог, например, неоновой лампы.
Рис. 2.7. Аналог газового разрядника
Совершенно’особым видом ВАХ обладают полупроводниковые приборы типа лямбда-диодов, туннельных диодов. На
Рис. 2.5. Аналог инжекционно-полевого транзистора п-структуры
Рис. 2.6. Аналог инжекционно-полевого транзистора р-структуры
вольт-амперных характеристиках этих приборов имеется N-об- разный участок. Лямбда-диоды и туннельные диоды могут быть использованы для генерации и усиления электрических сигналов. На рис. 2.8 и рис. 2.9 показаны схемы, имитирующие лямбда-ди- од [РТЕ 9/87-35]. Практически в генераторах чаще используют схему, представленную на рис. 2.9 [ПТЭ 5/77-96]. Если между стоками полевых транзисторов включить управляемый резистор (потенциометр) либо транзистор (полевой или биполярный), то видом вольт-амперной характеристики такого «лямбда-диода» можно управлять в широких пределах: регулировать частоту генерации, модулировать колебания высокой частоты и т.д.
Рис. 2.10. Аналог туннельного диода
Рис. 2.8. Аналог лямбда-диода
Рис. 2.9. Аналог лямбда-диода
Туннельные диоды также используют для генерации и усиления высокочастотных сигналов. Отдельные представители этого класса полупроводниковых приборов способны работать до мало достижимых в обычных условиях частот — порядка единиц ГГц. Устройство, позволяющее имитировать вольт-ампер- ную характеристику туннельного диода, показано на рис. 2.10 [Р 4/77-30].
Рис. 2.13. Схема аналога варикапа
Варикапы — это полупроводниковые приборы с изменяемой емкостью. Принцип их работы основан на изменении барьерной емкости полупроводникового перехода при изменении приложенного напряжения. Чаще на варикап подают обратное смещение, реже — прямое. Такие элементы обычно применяют в узлах настройки радио- и телеприемников. В качестве варикапов могут быть использованы обычные диоды и стабилитроны (рис. 2.11), а также их полупроводниковые аналоги (рис. 2.12 [F 9/73-434], рис. 2.13 [ПТЭ 2/81-151]).