Устройство для стабилизации режима работы туннельного диода Советский патент 1974 года по МПК G05F1/56 H03K3/26 

- . 1

Изобретение относится к области электротехники, в частности к стабилизированным устройствам для питания туннельных диодов.

Известно устройство для стабилизации режима работы туннельного диода, содержащее резисторы и источник питания, соответствующий полюс которого подключен к одному на электродов туннельного диода.

Однако известное устройство имеет следующие недостатки:

1)потери мощности обусловлены не только тем, что напряжение источника превышает рабочее напряжение туннельного диода, но также и тем, что для достижения достаточно низкого дифференциального сопротивления резисторов ток, через них должен существенно превышать рабочий ток туннельного диода:;

2)дестабилизирующим фактором является то, что внутреннее дифференциальное сопротивление резисторов положительно;

3)напряжение, при котором достигается требуемое значение отрицательного сопротивления туннельного диода, не контролируется в процессе производства и имеет значительный технологический разброс. Поэтому напряжение, задаваемое резисторами, необходимо корректировать при настройке, что препятствует применению туннельных диодов в массовой аппаратуре.

Чтобы исключить необходимость подбора режима при настройке аппаратуры, устройство питания должно стабилизировать режим туннельного диода по параметрам, нормируемым в процессе производства. А поскольку таким параметром является, ток, устройство стабилизации режима работы туннельного диода должно являться стабилизатором тока, а не стабилизатором напряжения.

Нагрузочная характеристика линейного источника тока, пересекающая характеристику туннельного диода на падаюшем участке, пересекается с ней еще в двух точ; ках на других участках. Если внутреннее I сопротивление источника тока положительно, то стабильный режим соответствует точкам пересечения на восходящих участках (триггерный режим работы туннельного диода). Чтобы стабильный режим соо ветствовал точке пересечения нагрузочной характеристик и с падающим участком характеристики туннельного диода, внутренпее сопротивление источника должно быть отрицательно. При отрицательном внутреннем сопротивлении устройства стабилизации рабочая точка туннельного диода устанавливается на падающем участке его характеристики, если влияние всех дестабилизирующих факторов, в том числе и переходных процессо в момент включения, не вьюодит режим туннельного диода за пределы, определяемые крайними точками пересечения его ха рактеристики с характеристикой устройств стабилизации, или если эти точки вообще отсутствуют. Последнее достигается в том случае, если устройство стабилизации име ет нелинейную нагрузочную характеристику пересекающуюся с характеристикой туннельного диода только в одной точке на падающем участке, и обладает свойствами источника тока с отрицательным внутренним сопротивлением только вблизи этой точки. Цель изобретения повысить качествр стабилиаа11;ии рабочей точки туннельного диода на падающем участке его характеристики. Эта цель достигаете тем, что устройство снабжено двумя транзисторами разного типа проводимости, эмиттер одного из которых подключен к другому электрод туннельного диода, база через диод, зашунтированный конденсатором, - к точке соединения соответствующего полюса источника питания с одним из электродов туннельного диода, через первый резистор к другому полюсу источника питания и че рез другой резистор - к коллектору второ го транзистора, база которого подключена непосредственно к коллектору первого тра зистора и через третий резистор - к точк соединения первого резистора со вторым полюсом источника питания, а эмиттер вто рог-о транзистора подключен через стаби- литрон к указанной точке соединения. Па чертеже представлена принципиальная схема устройства стабилизации режима работы туннельного диода, которое содержит стабилизируемы туннельный диод 1, транзистор 2, транзистор 3, тип проводимости которого противоположен типу проводимости транзистора 2, стабилитрон 4, диод 5, резисторы 6, 7 и8, блокировочный конденсатор 9 и источник питания, подкгаочаемый к клеммам IQ и 11. Нагрузочная характеристика устройства, выражающая зависимость напряжения между точками подключения стабилизируемого i туннельного диода 1 от тока эмиттера транзистора 2, показана на фиг. 2 (кри-г ). На участке этой кривой между .Точками А и В внутреннее сопротивление устройства положительно, потому что ток коллектора транзистора 2 недостаточен для создания на резисторе 6 напряжения, открывающего транзистор 3. При этом цепь стабилизирующей обратной связи не действует. Вид характеристики устройства на участке лВ определяется входной характеристикой транзистора 2 при включении с общей базой, а также параметрами делителя напряжения, образуемого резистором 6 и диодом 5, задающего потенциал базы транзистора 2. На участке характеристики между точками В и С внутреннее сопротивление устройства отрицательно, так как возрастание тока коллектора транзистора 2 приводит к открьтанию транзистора 3, увеличению тока коллектора последнего и к увеличению падения напряжения на диоде 5, которое определяет потенциал базы транзистора 2. Положение участка В С задается выбором опорного диода и величины резистора 8, На участке характеристики между точками С и JD внутреннее сопротивление устройства вновь становится положительным, потому что при дальнейщем увеличении тока коллектора транзистора 3 падение напряжения на резисторе 7 возрастает настолько, что приводит транзистор 3 в состояние насыщения, таким образом, стабилизирующая обратная связь вновь прекращает свое действие. Пoлo)keниe точки С и вид характеристики на участке С/,определяется величиной сопротивления резистора 7 и внутренним сопротивлением диода 5. На фиг. 2 видно, что нагрузочная характе- ристика устройства стабилизации пересекает характеристику туннельного диода в единственной точке, которая и определяет установившийся режим туннельного диода 1 при включении его в схему устройства ста- билизации. Предмет изобретения Устройство для стабилизации режима работы туннельного диода, содержащее резисторы и источник питания, соответствующий полюс которого подключен к одному из электродов туннельного диода, о тличающееся тем, что, с целью повышения качества стабилизации рабочей точки туннельного диода на падающем участке его характеристики, оно снабжено двумя транзисторами разного типа проводимости, эмиттер одного из которых подключен к другому электроду туннельного диода, база через диод, зашунтированный конденсатором, - к точке соединения соот- . ветствующего полюса источника питания с одним из электродов туннельного диода, через первый резистор - к другому полюсу источника питания, и через другой резистор ;К коллектору второго транзистора, бааа которого подключена непосредственно к коллектору первого транзистора н через третий резистор к точке соединения первого резистора со вторым полюсом источника питания, а эмиттер второго транзистора подключен через стабилитрон к указанной точке соединения.

11

Vnvm

W i-Vnvm

9v8.1 15

9vl2 О.Ц- {В)