📜  隧道二极管振荡器

📅  最后修改于: 2020-11-23 01:11:06             🧑  作者: Mango


使用隧道二极管构建的振荡器电路称为隧道二极管振荡器。如果正常PN结的杂质浓度大大增加,则形成该隧道二极管。它的发明者之后又称为Esaki二极管

隧道二极管

当二极管中的杂质浓度增加时,耗尽区的宽度会减小,从而将一些额外的力扩展到电荷载流子以穿过结。当该浓度进一步增加时,由于耗尽区的宽度减小和电荷载流子的能量增加,它们会穿过势垒,而不是越过势垒。这种穿透可以理解为隧道效应,因此称为隧道二极管

下图显示了实用的隧道二极管的外观。

隧道二极管

隧道二极管的符号如下所示。

符号

有关隧道二极管的更多详细信息,请参考我们的基础电子教程。

隧道二极管振荡器

隧道二极管有助于产生接近10GHz的非常高的频率信号。实际的隧道二极管电路可能包括开关S,电阻器R和电源V,它们通过隧道二极管D连接到储能电路。

加工

所选电阻的值应使其在负电阻区域的中间偏置隧道二极管。下图显示了实用的隧道二极管振荡器电路。

储能回路工作

在该电路中,电阻器R 1为二极管设置适当的偏置,电阻器R 2为振荡电路设置适当的电流水平。电阻器R p电感器L和电容器C的并联组合形成振荡电路,该振荡电路以选定的频率谐振。

当开关S闭合时,电路电流立即上升到恒定值,该恒定值由电阻器R和二极管电阻的值确定。然而,随着隧道二极管V D两端的电压降超过峰值电压V p ,隧道二极管被驱动到负电阻区域。

在该区域中,电流开始减小,直到电压V D等于谷值电压V v为止。此时,电压V D的进一步增加将二极管驱动到正电阻区域。结果,电路电流趋于增加。电路的这种增加将增加电阻器R两端的电压降,这将降低电压V D。

VI特性曲线

下图显示了隧道二极管的VI特性-

隧道二极管VI

曲线AB表示当电阻增加而电压增加时的负电阻区域。显然,Q点设置在曲线AB的中间。在电路操作期间,Q点可以在点A和B之间移动。 A点称为峰点,B称为谷点

在操作过程中,到达点B后,电路电流的增加将增加电阻R两端的压降,从而降低电压V D。这将二极管带回到负电阻区域。

电压V D的减小等于电压V P ,这样就完成了一个工作周期。这些循环的持续会产生连续的振荡,从而产生正弦输出。

好处

隧道二极管振荡器的优点如下-

  • 它具有很高的开关速度。
  • 它可以处理高频。

缺点

隧道二极管振荡器的缺点如下-

  • 它们是低功耗设备。
  • 隧道二极管有点贵。

应用领域

隧道二极管振荡器的应用如下-

  • 它用于张弛振荡器。
  • 它用于微波振荡器。
  • 也可用作超高速开关设备。
  • 它用作逻辑存储器存储设备。

在涵盖了所有主要的正弦波振荡器电路之后,应注意的是,至今为止有许多振荡器。如上所述,产生正弦波形的振荡器是正弦波振荡器。

产生非正弦波形(矩形,扫掠,三角形等)的振荡器是非正弦振荡器,我们已在“脉冲电路”教程中对其进行了详细讨论。