Устройство для получения отрицательных сопротивлений Советский патент 1989 года по МПК H03H11/52 

+ «

Ф

V I У I -тГ

- СП О1

оо

со

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения регулирования напряжения выключения. Устройство содержит полевой транзистор 1, резистор 2, биполярный транзистор 3 и диод 4. Диод 4 и резистор 2 образуют нелинейный делитель напряжения, подключенный параллельно полюсам источника напряжения смещения. Введение диода 4 позволяет регулировать вольт-амперную х-ку путем регулирования в широких пределах его напряжения выключения. 2 ил.

4

-й315

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для получения отрицательных сопротивлений.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения регулирования напряжения вьш- лючения.

На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - его вольт-амперная характеристика.

Устройство для получения отрицательных сопротивлений содержит полевой транзистор 1, резистор 2, биполярный транзистор 3 и диод 4.

Устройство для получения отрицательных сопротивлений работает следующим образом.

В исходном состоянии к положительному и отрицательному полюсам источника напряжения смещения, подключенного соответственно к коллектору и эммитеру биполярного транзистора 3, приложено небольшое возрастающее напряжение. Диод 4 смещен в обратном направлении, и через него проходит обратный ток диода,. Диод 4 и резистор 2 образуют линейный делитель напряжения, подключенный параллельно полюсам источника напряжения смещения. Напряжение, снимаемое с резистора 2 нелинейного делителя напряжения, приложено между истоком и затвором полевого транзистора 1. Полевой трднзис- тор 1 и резистор 2 образуют генератор тока. Который питает цепь базы биполярного транзистор а 3. Сопротивление обратносмещенного диода 4 при малых входных напряжених много больше величины сопротивления резистора 2, поэтому ток базы биполярного транзистора 3 определяется в основном генератором тока. Ток, протекающий через полюса источника напряжения смещения, складывается из тока, проходящего через делитель напряжения (резистор 2 и диод 4), и,тока, проходящего через коллектор-эмиттер биполярного транзистора 3. Поскольку диод 4 смещен в обратном направлении, то при малых входных напряжениях током через делитель напряжения можно пренебречь.

При увеличении напряжения источника напряжения смещения ток, протекаю- 1ЦИЙ через устройство для получения от рицательных сопротивлений, увеличивается как за счет увеличения коэффи349 1

циента передачи тока базы биполярного транзистора 3, так и за счет увеличения его базового тока (участок

АВ на фиг.2).

При дальнейшем увеличении напряжения источника напряжения смещения увеличение тока базБ биполярного транзистора 3 прекращается, так как поле0 вой транзистор 1 входит в насыщение, а рост тока происходит за счет дальнейшего увеличения коэффициента передачи тока базы биполярного транзистора 3 (участок ВС на фиг.2).

5

Дальнейшее увеличение напряжения источника напряжения смещения вызывает увеличение обратного тока диода 4 и, следовательно, тока, проходящего

0 через резистор 2, что приводит к возрастанию напряжения между затвором и истоком полевого транзистора 1, в результате чего полевой транзистор 1 начинает запираться, а ток базы бипо5 лярного транзистора 3 уменьшается, следовательно, начинает уменьшаться и ток, проходящий через коллектор- эмиттер биполярного транзистора 3. Поскольку напряжение между коллектором

0 и эмиттером биполярного транзистора 3 достигает значительной величины, то коэффициент передачи тока базы биполярного транзистора 3 - много больше единицы, поэтому ток, протекающий

- через коллектор-эмиттер биполярного транзистора 3, много больше тока базы, который сравним по величине с током, протекающим через диод 4 и резистор 2. Несмотря на то,что по мере

Q увеличения напряжения источника напряжения смещения увеличивается обратный ток диода 4, общий ток, проходящий через устройство для получения отрицательных сопротивлений, уменьшается,

5 благодаря чему на вольт-амперной характеристике образуется падающий участок, соответствующий отрицательному дифференциальному сопротивлению (участок СД на фиг. 2). В точке Д нап- ряжение, приложенное между затвором и истоком полевого транзистора 1, становится равным напряжению отсечки полевого транзистора 1, и полевой транзистор 1 запирается, а ток базы биполярного транзистора 3 становится минимальным, поэтому и общий ток, дро- текшощий через устройство для получения отрицательных сопротивлений, минимален.

При дальнейшем росте напряжения источника напряжения смещения происходят пробой перехода коллектор - эмиттер биполярного транзистора 3 -и уве- личение тока, проходящего через устройство для получения отрицательных сопротивлений (участок ДЕ на фиг.2). Таким образом формируется вольт ам- перная характеристика N-типа.

Предлагаемое устройство может формировать и вольт-амперную характеристику S-типа при дуальной замене тока и напряжения на полюсах подключения источника напряжения смещения.

Диапазон напряжений, в котором вольт-амперная характеристика имеет участок с орицательньм дифференциаль HfiiM сопротивлением, определяется параметрами резистора 2 нелинейного делителя напряжения и его диода 4. Изменяя величину сопротивления jDe- зистора 2, можно в широких пределах регулировать величину напряжения выключения устройства для получения отрицательных сопротивлений, так как при этом изменяется напряжение, приложенное между истоком и затвором полевого транзистора 1, в то время как напряжение отсечки полевого транзистора 1 остается постоянным. Обратно- смещенный диод 4 является генератором тока, питающим резистор 20 поэтому при более высоких значениях величины сопротивления-резистора 2 падение напряжения на нем достигает напряжения отсечки полевого транзис- тора 1 быстрее, чем при меньших значениях величины сопротивления резистора 2, т.е. увеличением сопротивления резистора 2 напряжение выключения устройства для получения отрицательных сопротивлений уменьшается, а с уменьшением величины сопротивления Т езистора 2 напряжение выключения увеличивается.

0 Использование устройства для получения отрицательных сопротивлений позволяет регулировать вольт-амперную характеристику путем регулирования в широких пределах его напряжения выклю5 ченйя.

Формула изобретения

Устройство для получения отрица- 0 тельных сопротивлений, содержащее полевой транзистор, затвор и исток которого соединены через резистор, сток полевого транзистора соединен с базой биполярного транзистора, кол- 5 лектор которого соединен с положительным полюсом источника напряжения смещения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспече- 0 ния регулирования напряжения выключения, введен диод, катод и анод которого соединены соответственно с истоком полевого транзистора и эмиттером биполярного транзистора, который соединен с отрицательным полюсом источника напряжения смещения, а коллектор биполярного транзистора соединен с затвором полевого транзистора.

J8 20

Фиг. 2