Uproszczone obliczenie charakterystyki I–V odpowiednika diody lambda. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Uproszczone obliczenie charakterystyki I – V odpowiednika diody lambda. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Obliczenia radioamatorskie

Komentarze do artykułu

Jeszcze w latach siedemdziesiątych w różnych czasopismach zaczęły pojawiać się artykuły opisujące bardzo ciekawy element techniki elektronicznej - odpowiednik diody lambda (ELD). Jest to specjalnie połączona para tranzystorów polowych ze złączami pn różnych typów i ma charakterystykę prądowo-napięciową (CVC) podobną do CVC diody tunelowej, ale bez drugiej gałęzi dodatniej rezystancji. W przeciwieństwie do diody tunelowej, ELD przy napięciu przekraczającym napięcie wyłączenia Uclose jest zamknięty, tak że przepływający przez niego prąd spada do kilku pikoamperów. Obwód ELD pokazano na ryc. 1, a jego CVC pokazano na ryc. 2.

Uproszczone obliczenie charakterystyki I–V odpowiednika diody lambda

Z pomocą ELD można łatwo zaimplementować zarówno rozwiązania obwodów charakterystyczne dla diody tunelowej, jak i całkowicie oryginalne urządzenia, co pokazano w [1], [2], [3], [4]. Czasopismo „Radio” również zajmowało się tym tematem (patrz [5], [6].

Szerokie rozpowszechnienie urządzeń opartych na ELD jest utrudnione przez złożoność obliczania charakterystyk I–V ELD przy użyciu znanych parametrów zawartych w nim tranzystorów polowych, co z kolei determinuje złożoność aproksymacji I– Charakterystyka V tranzystora polowego [7], [8].

Właśnie z tego powodu nie otrzymano jeszcze wzorów do obliczania głównych parametrów ELD, z których w większości przypadków można zrezygnować zamiast charakterystyk I–V przy obliczaniu różnych urządzeń w ELD. Parametry te obejmują maksymalny prąd płynący przez ELD (Imax); napięcie, przy którym występuje ten prąd (Umax); napięcie blokujące (Uclose); różniczkowa rezystancja ujemna ELD (-rd); współrzędne punktu przegięcia gałęzi ujemnej rezystancji VAC ELD (Uper, Iper). Mając wzory łączące wymienione powyżej parametry ELD z parametrami zawartych w nim tranzystorów polowych, można łatwo dobrać odpowiednią parę tranzystorów, a także obliczyć generator, wzmacniacz i dowolne inne urządzenie na ELD.

W tym artykule opisano przybliżone obliczenie CVC symetrycznego ELD i jego parametrów.

Aby uzyskać przybliżone wyrażenie na CVC ELD, bierzemy pod uwagę, że każdy tranzystor w symetrycznej ELD pracuje do momentu całkowitego wyłączenia przy napięciach dren-źródło nieprzekraczających napięcia odcięcia tego tranzystora (i jego pary, gdyż uważaj je za takie same). W tych warunkach zależność prądu przepływającego przez tranzystor polowy od napięcia dren-źródło można w przybliżeniu uznać za liniową, napięcia Usi1 \u2d Usi2 \u2d U / 1 i Usi2 \uXNUMXd UsiXNUMX \uXNUMXd -U / XNUMX są równe wartości bezwzględnej, a następnie CVC tranzystora polowego można opisać prostym wzorem:

Ic=(Usi/Rm)(1- |Usi/2Uots|)² (1)

gdzie Usi jest napięciem dren-źródło tranzystora polowego (w przypadku symetrycznego ELD, jak widać na ryc. 1, Usi \u2d U / 0), Usi jest napięciem źródła bramki, Uots jest napięciem odcięcia tranzystora polowego, a Rm jest rezystancją tranzystora polowego w początkowej sekcji CVC przy Usi=0 w pobliżu punktu Usi=0, Ic=XNUMX:

Rm=dUci/dIc.

Takie uproszczone wyrażenie na CVC tranzystora polowego jest odpowiednie do obliczenia CVC diody lambda, gdy |Usi|< |Uots|. Na rys. 1 widać, że kod CVC ELD jest w tym przypadku opisany wyrażeniem

I(U)=c(U/2)=(U/2Rm)(1-|U/2Uots|)², (2)

Biorąc pod uwagę, że dla symetrycznej ELD |Usi|=|Uzi| możemy w przybliżeniu założyć

Rm=dUzi/dIc=1/Smax,

gdzie Smax jest maksymalnym nachyleniem tranzystora polowego, które można pobrać z podręcznika lub zmierzyć. Wtedy wyrażenie na CVC ELD będzie zawierało tylko znane parametry tranzystorów polowych:

(U)=1/2 USmax(1-|U/2Uots|)² (3).

Różniczkując wyrażenie (3) względem U można znaleźć argumenty, dla których ta funkcja ma ekstrema.

Ue1=Uzap=2|Uots|,

co odpowiada danym z [8], gdzie do obliczeń wykorzystano aproksymację charakterystyki I–V tranzystora polowego przez funkcje zespolone, oraz

Ue2=Umax=2|Uots|/3. (4)

Wyrażenia na Umax nie uzyskano w pracy [8], ale z dostępnej tam krzywej I–V widać, że i tu występuje zbieżność wyników obliczeń.

Podstawiając wartość Umax z (4) do (2) lub do (3) otrzymujemy

Imax=4Uots/27Rm ~ 0,15Uots/RM,

lub

Imaks=4UsSmaks./27~ 0,15UsSmaks.

Eksperymenty wykazały, że obliczona wartość Im ax różni się od wartości eksperymentalnej dla par tranzystorów KP303 i KP103 dobranych według parametrów Smax i Uots o nie więcej niż 10%. Następnie możesz określić punkt przegięcia na ujemnej gałęzi CVC, po wcześniejszym znalezieniu

d²I/dU²=(1/UотсRm)(3U/4U отс-1). (5)

Przyrównując wyrażenie (5) do zera i rozwiązując otrzymane równanie, określamy

Górne \u4d 3 Uots / XNUMX,

Iper \u2d 27 Uots / 2Rm \uXNUMXd Imax / XNUMX,

co jest również zgodne z wykresem z [8] i wynikami eksperymentów przeprowadzonych przez autora.

Następnie definiujemy

- rd=-6Rm=-6/Smaks.

Dla asymetrycznego ELD na tranzystorach polowych o innych parametrach możliwe jest również obliczenie CVC za pomocą wzoru (2) lub (3) i uzyskanie układu równań, zgodnie z metodą z [8], ale ze znacznie prostszym wyrażenia. Zgodność wyników obliczeń z danymi doświadczalnymi jest całkiem zadowalająca. Rozwiązanie układu równań jest łatwe do przeprowadzenia na dowolnym programowalnym kalkulatorze lub komputerze. Nie udało się jednak uzyskać jednoznacznych wyrażeń dla głównych parametrów asymetrycznej ELD.

Autor wyraża nadzieję, że możliwość łatwego obliczenia parametrów ELD z parametrów zawartych w nim tranzystorów polowych będzie zachętą dla radioamatorów do stworzenia szeregu urządzeń wykorzystujących ten obiecujący pierwiastek.

literatura

1. Kano, G. Dioda lambda: wszechstronne urządzenie o ujemnej rezystancji. "Elektronika", 48(1975), nr 13, s.105-109.
2. Hodonek, Komplementarne tranzystory polowe ze złączem w oscylatorze dwuczęstotliwościowym. "Elektronika", 1975, nr 22, s.60.
3. Dyakonov V.P., Semenova O.V. Urządzenia przełączające na tranzystorach lambda. „Instrumenty i technika eksperymentalna”, 1977, nr 5, s.96.
4. Ptashnik I. VFO z elektronicznym strojeniem. "Radioamator", 1993, nr 9, s.38.
5. Nieczajew I. Dioda Lambda i jej możliwości. „Radio”, 1984, nr 2, s.54
6. Nechaev I. Generator sond na analogu diody lambda. „Radio”, 1987, nr 4, s.49.
7. Takashi T. Aproksymacja charakterystyki tranzystora polowego funkcji za pomocą funkcji hiperbolicznej, IEEE Journal of solid-state circuits. 1978, t. 13, nr 5, s. 724-726.
8. VI Mołotkow, EI Potapow. Badanie charakterystyk I–V tranzystorów polowych małej mocy i diod lambda oraz obliczanie amplitud autooscylatora opartego na diodzie lambda. „Radioelektronika”, 1991, t. 34, nr 11, s. 108-110.

Autor: Wasilij Agafonow; Publikacja: N. Bolszakow, rf.atnn.ru

Zobacz inne artykuły Sekcja Obliczenia radioamatorskie.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Inteligentne żarówki Qube 03.01.2017

Qube ogłosił rozpoczęcie dostaw inteligentnych żarówek o tej samej nazwie. Przypomnijmy, że zbiórka pieniędzy na wydanie żarówek Qube została zorganizowana już w listopadzie 2015 roku, a twórcy urządzenia obiecali rozpocząć dostawy w kwietniu 2016 roku. Dotrzymali więc obietnicy, choć z opóźnieniem trzech czwartych. W tym samym czasie rozpoczęliśmy przyjmowanie zamówień na żarówki na stronie internetowej firmy. Członkowie funduszu społecznościowego jako pierwsi otrzymają żarówki Qube, a nowe zamówienia rozpoczną się w lutym.

Żarówka Qube obsługuje Wi-Fi i Bluetooth LE. Dzięki połączeniu bezprzewodowemu można nim sterować z urządzenia mobilnego, zmieniając jasność i kolor blasku (dostępnych 16 milionów odcieni). Jak wspomniano, lampa wytwarza strumień świetlny do 800 lm, co jest porównywalne z żarówką o mocy 60 W. Tryb muzyki kolorowej jest dostępny przy użyciu urządzenia mobilnego do odtwarzania nagrania dźwiękowego. Dostępna jest również funkcja alarmu i przypomnienie o zabraniu parasola, jeśli aplikacja mobilna zobaczy deszcz w prognozie pogody. Lampa może się automatycznie włączyć, gdy użytkownik wejdzie do pokoju. Dodatkowo aplikacja przypomni Ci, czy światło pozostaje włączone, gdy nikogo nie ma w domu.

Cena kostki to 29 USD. W styczniu obowiązuje zniżka, więc możesz zamówić żarówkę za 24 USD.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ NB3N3020 - nowy mnożnik częstotliwości

▪ Dźwięk fresków

▪ Generatory wodoru Rolls-Royce

▪ Solar Impulse 2 kończy lot dookoła świata

▪ Telewizor CRT z wbudowaną nagrywarką DVD firmy PANASONIC

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Narzędzie dla elektryków. Wybór artykułu

▪ artykuł Rotten West. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Czy to prawda, że w 1576 roku doszło do spotkania Królowej Piratów z Królową Anglii? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Chowany bagnet. Wskazówki podróżnicze