Устройство с отрицательным сопротивлением Советский патент 1993 года по МПК H03H11/44 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в генераторах и активных фильтрах.

Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства с отрицательным сопротивлением.

Устройство с отрицательным сопротивлением содержит первый 1 и второй 2 транзисторы п-р-п-типа, первый 3 и второй 4 транзисторы p-n-p-типа, первый 5 и второй 6 резисторы, первый 7 и второй 8 источники питания.

Устройство с отрицательным сопротивлением работает следующим образом.

При подаче питающих напряжений на положительную и отрицательную шины первого и второго источников питания 7, 8 соответственно такой величины, при которых транзисторы 1, 2, 3, 4 открыты, напряжение на втором выходе устройства с отрицательным сопротивлением равно:

U2 -E2 + li R2 - Убэз -U631, (1) где Е2 - амплитуда напряжения второго источника питания 8;

Н - ток, протекающий через транзисторы 1,3 и второй резистор 6;

R2 - сопротивление второго резистора 6;

ибэ1, УбэЗ - напряжение база-эмиттер транзисторов 1, 3 соответственно.

Из выражения (1) ток, протекающий через транзисторы 1, 3, равен: , Е2 -ЦбэЗ -Цбз1 11R2

Поскольку транзисторы одного типа проводимости идентичные, то ток, протека00

со а

00

ю

ющий в цепи транзисторов 1, 3, равен току, протекающему в цепи транзисторов 2, 4, вследствие параллельного включения транзисторов 1, 3 и 2, 4, Поэтому ток, протекающий через первый резистор 5, равен 2 И, а напряжение на первом выходе устройства с отрицательным сопротивлением равно:

Ui Ei-2- h RL

где Et - амплитуда напряжения первого источника питания;

RI - сопротивление первого резистора 5.

Зададим некоторый ток АI между выходами устройства с отрицательным сопротивлением. Если сопротивление второго резистора 6 много больше сопротивлений эмиттерных переходов транзисторов 1,3, то весь ток ДI будет протекать в цепи транзисторов 1, 3, а ток, протекающий через второй резистор 6, практически не изменится. Суммарный ток в цепи транзисторов 1, 3 станет равным И + A f. Такой же ток будет в цепи транзисторов 2, 4. При этом ток через резистор 5 (Ri) будет равен 2 (т+ AI, вследствие чего напряжение на первом выходе устройства с отрицательным сопротивлением станет равным:

(2- li+ Al)-Ri Ui- Al-R.t

Напряжение Ua на втором выходе устройства с отрицательным сопротивлением не изменится из-за незначительной зависимости напряжений на переходах база-эмит- rsp транзисторов 1, 3 от величины протекающего через них тока и неизменности тока, протекающего через второй резистор 6,

Таким образом приращению тока AI между выходами устройства с отрицательным сопротивлением соответствует приращение напряжения между этими выходами, равное - I RI, что означает наличие между

первым и вторым выходами предложенного устройства с отрицательным сопротивлением отрицательного сопротивления, равного -Ri.

Результаты экспериментальной проверки предложенного устройства с отрицательным сопротивлением показали, что отрицательное сопротивление остается почти постоянным до частот, составляющих не

менее 0,7f« транзисторов 1, 2 и 0,3 fa транзисторов 3,4, что на порядок превышает диапазон рабочих частот прототипа.

Формул а изобретения

Устройство с отрицательным сопротивлением, содержащее первый и второй транзисторы n-p-n-типа, первый и второй транзисторы p-n-p-типа, первый резистор, включенный между первым выходом устройства с отрицательным сопротивлением и положительной шиной первого источника питания, второй резистор, первый вывод которого соединен с коллектором первого

транзистора p-n-p-типа, эмиттер которого

соединен с эмиттером первого транзистора n-p-n-типа, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, введен второй источник питания, отрицательная шина которого подключена к

второму выводу второго резистора, первый вывод которого соединен с базами первого и второго транзисторов p-n-p-типа и является вторым выходом устройства с отрицательным сопротивлением, и коллектору

второго транзистора p-n-p-типа, эмиттер которого соединен с эмиттером второго транзистора n-p-п-типа, причем коллекторы и базы первого и второго транзисторов п-р-п- типа подключены соответственно к первому выходу устройства с отрицательным сопротивлением и общей шине.

+ Ј, 5

Использование: в генераторах и активных фильтрах. Сущность изобретения: устройство содержит первый транзистор p-n-p-типа, эмиттер которого соединен с эмиттером первого транзистора п-р-п-типа, и второй транзистор p-n-p-типа, эмиттер которого соединен с эмиттером второго транзистора n-p-n-типа. Между первым выходом устройства и положительной шиной первого источника питания включен первый резистор, второй резистор включен между отрицательной шиной второго источника питания и соединенными между собой базами первого и второго транзисторов р-п-р-ти- па и коллектором первого транзистора p-n-p-типа. Коллектор второго транзистора p-n-p-типа подсоединен к отрицательной шине второго источника питания, а коллекторы и базы первого и второго транзисторов n-p-n-типа подключены соответственно к первому выходу устройства и общей шине. 1 ил. Ё

Вых.

Вых. 2