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            隧道二極管脈沖電路原理及應(yīng)用介紹

            作者: 時(shí)間:2012-01-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            由于,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,變化速度快,功耗小,因此在高速技術(shù)中得到廣泛的,可以用構(gòu)成雙穩(wěn),單穩(wěn),多諧振蕩電路,以及用作整形和分頻電路等。

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/178077.htm

            一、的伏安特性及其參數(shù)
            隧道二極管的伏安特性[見圖一(a)]是一條S型特性曲線。曲線中最大電流點(diǎn)P,稱為峰點(diǎn);最小電流點(diǎn)V,稱為谷點(diǎn),隧道二極管的主要參數(shù):
            (1)峰點(diǎn)電壓Up,約幾十毫伏,谷點(diǎn)電壓Uv,約幾百毫伏
            (2)峰點(diǎn)電流Ipi,約幾毫安,谷點(diǎn)電流Iv約幾百微安
            (3)峰谷電流比,約為5-6,越大越好
            (4)谷點(diǎn)電容Cv,幾微法至幾十微法,越小越好,國產(chǎn)2BS4A:Up=80毫伏,Ip=4毫安,峰谷電流比≥5,Cv=10~15微法,Uv=280毫伏。

            圖一、隧道二極管的伏安特性
            圖一(b)是常用的隧道二極管電路,若選取R、E的不同數(shù)值,可作三種具有代表性的直流負(fù)載線:
            負(fù)載線Ⅰ圖一(a)與伏安特性交于低壓正阻區(qū)a點(diǎn),它是穩(wěn)定點(diǎn),用于構(gòu)成單穩(wěn)電路。
            負(fù)載線Ⅱ與伏安特性相交于負(fù)阻區(qū)的b點(diǎn),它是不穩(wěn)定點(diǎn),用于構(gòu)成多諧振蕩電路。
            負(fù)載線Ⅲ與伏安特性交于C、D、E三點(diǎn),C、E為穩(wěn)定點(diǎn),D為不穩(wěn)定點(diǎn),用于構(gòu)成雙穩(wěn)電路,因此,選取不同的靜態(tài)工作點(diǎn)負(fù)載線,就可獲得不同類型的脈沖電路。

            二、隧道二極管單穩(wěn)態(tài)電路

            圖2、隧道二極管單穩(wěn)態(tài)電路
            圖2(a)是單穩(wěn)態(tài)是路,若調(diào)節(jié)電位器R1,使由R1//R2及R2E/(R1+R2)作出的負(fù)載線I處于低壓正阻區(qū)內(nèi),其靜態(tài)工作點(diǎn)Q是穩(wěn)定點(diǎn)(圖2(b),這時(shí)若無觸發(fā)脈沖作用,電路處于穩(wěn)定狀態(tài)。但在觸發(fā)脈沖us作用下,負(fù)載線從I移至II,由于隧道不能停留在負(fù)阻區(qū),及電感不允許電流突變,所以當(dāng)電流I增至峰點(diǎn)電流時(shí),就發(fā)生如下的恒流躍變:



            各點(diǎn)變化的電壓組成的輸出波形如圖2(C)所示,脈沖寬度為:
            ts=(L/RΣ)In[(ET-IvRΣ)/(ET-IpRΣ)](適用于工作在特性曲線低壓段)
            式中:RΣ=RT+R1//R2,RT=Up/Ip
            ET=E[R2/(R1+R2)
            L≈UFts/2(Ip-Iv)
            脈沖前沿:tr≈Cs[(Uv-UA)/Iv]
            Cs為隧道二極管的結(jié)電容和分布電容

            三、隧道二極管多諧振蕩電路

            圖三、隧道二極管諧振蕩器
            圖三(a)為自激多諧振蕩電路。靜態(tài)工作點(diǎn)Q置于負(fù)阻區(qū)(見圖3(b))。當(dāng)接通電源后,電流I從零開始增至峰點(diǎn)電流,Ipo但由于靜態(tài)點(diǎn)不穩(wěn)點(diǎn),加上電感不允許電流突變,所以電流增至Ip后,周而復(fù)始地進(jìn)行,從而產(chǎn)生了快速的矩形脈沖[見圖3(C)]。其參數(shù)如下:
            脈沖寬度:T1≈(L/RΣ)In[(UF-ET+IpRΣ1)/(Uv-ET+IvRΣ1)]
            脈沖間隔:T2≈(L/RΣ2)In[(ET-IvRΣ2)/ET-IpRΣ2)]
            式中:RΣ1=R1//R2+(UF-Uv)/(Ip-Iv)
            RΣ2=R1//R2+(Up/Ip),ET=E[R2/(R1+R2)]

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