Многоустойчивый полупроводниковый прибор Советский патент 1980 года по МПК H03K3/29 H01L27/08 

(54) ИНОГОУСТОПЧИВЫП ПОЛУПРОВОЛНИКОВЫЙ ПРИБОР

Изобретение относится к полупрово никовой, технике и в частности к приборам, вольтамперные характеристики которых имеют несколько участков с о рицательным дифференциальным сопротивлением. Известен многоустойчивый полупроводниковый прибор состоящий из одного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением и включенной параллельно ему либр цепочки из Н последовательно соединенных ячеек, каждая из которых состоит из параллельно включенных стабилизатора тока и стабилизатора напряжения, либо цепочки из п параллельно соеди ненных ячеек, каждая из -которых сос тоит из последовательно, включенных стабилизатора напряжения и стабилиз тора тока 1. Недостаток известного прибора его сложность. Также известен ламбдадиод, состоящий из 2-х комплементарных полевых транзисторов, истоки которых со динены, затвор первого полевого тра зистора соединен со стоком второго полевого транзистора, а затвор втор .гр транзистора соединен со CTpKObf первого полевого транзистора i. Недостаток - наличие на его вольтамперной характеристике всего одного участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением, что ограничивает диапазон его функциональных возможностей . Цель изобретения - увеличение разнообразия получаемых вольтамперных характеристик и увеличение количества участков с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Цель достигается тем, что в многоустойчивом полупроводниковом приборе , содержащем два комплементарных полевых транзистора, затвор первого из которых соединен со стоком второго полевого транзистора и с одним из внешних выводов прибора/ а затвор второго полевого транзистора соединен со стоком первого полевого транзистора и со вторым внешним выводом прибора, в цепи истоков полевых транзисторов включен элемент с одним или несколькими участками отрицательного .дифференциального сопротивления. Кроме того в цепи истоков полевых транзисторов включен элемент с S-образной вольамперной характеристикой, например тиристор, а также с N-образной вольамперной характеристикой.

748811 На Фиг. 1 - представлена принципи альная схема предлагаемого прибора; на фиг. 2 - его вольтамперная характеристика; на фиг. 3 - тоже, при наличии в цепи истоков полевых транзисторов элемента с N-образной вольтамперной характеристикой, например туннельного/ диода. Мибгоустойчивый полупроводниковый прибор содержит два комплементарных полевых транзистора 1 и 2/ затвор первого из которых соединен со стоком полевого транзистора 2 и с одним из внешних выводов 3 прибора, а затвор полевого транзистора 2 соединен со стоком полевого транзисто1}а 1 и с внешним выводом 4 прибора, в цепи истоков полевых транзисторов 1 и 2 вклю чен элемент 5 с одним или несколькими участками отрицательного дифферендиального сопротивления, в. качестве кот рого может быть использован, напрлмер тиристор (прибор с S-образной вольтамперной характеристикой) или туннельный диод (прибор с Н-образной вольтамперной характеристикой). Многоустойчивый полупроводниковый прибор работает следующим образом. Ток управления тиристора может быть отрегулирован так, что соответст вующее ему напряжение включения тирис тора будет меньше половины напряжения запирания ламбдадиода, образованного полевыми транзисторами 1 и 2. Тогда, при приложении к выводам 3 и возрастающего от нуля напряжения, при бор будет заперт до тех пор,, пока будет закрыт тиристор. Большая часть приложенного напряжения падает в этом случае на тиристоре. Если напряжение на тиристоре достигает величины равной его напряжению включения, то тиристор отпирается и величина тока, проходящего через прибор, определяется после этого полевыми транзисторами 1 и 2. При дальнейшем увеличении приложенного к прибору напряжения ток начинает уменьшаться из-за взаимного за:пи эания полевых транзисторов 1 и 2 При уменьшения тока до величины, равной току выключения тиристора, происходит его запирание (однако, ток при этом не равен нулю). При дальнейшем росте внешнего напряжения прибор полностью запирается. Ток утечки через него может составлять единицы наноампер и меньше. Ввиду того, что; сопротивление запертого тиристора значительно меньше, чем сопротивления каналов закрытых полевых транзисторов 1 и 2, напряжение на тиристоре при этом падает до нуля. Если после этого внешнее напряжение, приложенное к прибору, начнет уменьшаться, то полевые транзисторы 1 и 2 начинают отпираться и напряжение на тиристоре начнет возрастать. При достижений им величины, равной напряжению включения тиристор вновь оптирается. При дальнейшем падении внешнего напряжения ток через прибор начинает уменьшаться, что приводит к уменьшению напряжения на тиристоре. При уменьшении тока через прибор до величины, равной току выключения, тиристор запирается. Результирующая вольтамперная характеристика прибора изображена на фиг. 2. Она имеет 7 участков. На 4-х из них прибор имеет отрицательное дифференциа льноё сопротивление. Вольтамперная характеристика . прибора, у которого в цепи истоков полевых транзисторов в качестве элемента 5 включен туннельный диод, изображена на фиг. 3. Она содержит 7 участков. При величине пикового тока туннельного диода примерно в 4 (и менее) раза меньшей, чем величина тока максимума ламбдадиода, образованного полевыг-м транзисторами 1 и 2, могут быть получены вольтамперные характеристики с 3-мя участками с отрицательным дифференциальным сопротивлением . и 4-мя участками с положительным дифференциальным сопротивлением. Если величина пикового тока туннельного диода превосходит величину тока максимума лабдадиода, то - после подачи на туннельный диод импульса внешнего переключающего напряжения - величина тока максимума уменьшается, а часть результирующей вольтамперной характеристики, соответствующая токам, превосходящим по величине минимальный ток впадины туннельного диода, смещается вниз (обычно на несколько миллиампер) . Это смещение определяется тем, что рабочая точка туннельного диода переключается внешним управляющим сигналом (импульсом) на 2-ой восходящий участок его вольтамперной характеристики. В цепи истоков полевых транзисторов 1 и 2 в качестве элемента 5 может быть использована цепочка, состоящая из одного или нескольких элементов с N-юбразной вольтамперной характеристикой, например, туннельных диодов . . Для гальванической развязки цепей в приборе удобно использовать тиристорные отроны. Предлагаемый прибор позволяет получать воЛЬтамперные характеристики .нового типа (например,Л -образные) и может использоваться в радиоэлектронике, автоматике, телемеханике и в импульсной технике в качестве негатрона. Формула изобретения 1. Многоустойчивый полупроводниковый прибор, содержащий два комплементарных полевых тринзистора, затвор первого jis которых соединен со стоком второго полевого транзистора