トンネルダイオード発振器

トンネルダイオードを使用して構築された発振回路は、トンネルダイオード発振器と呼ばれます。通常のPN接合の不純物濃度が大幅に増加すると、これはTunnel diode形成されます。としても知られていますEsaki diode、その発明者の後。

トンネルダイオード

ダイオード内の不純物濃度が増加すると、空乏領域の幅が減少し、接合を横切るために電荷キャリアに余分な力が加わります。この濃度がさらに増加すると、空乏領域の幅が狭くなり、電荷キャリアのエネルギーが増加するため、ポテンシャル障壁を乗り越えるのではなく、ポテンシャル障壁を通過します。この浸透は次のように理解できますTunneling したがって、名前は、 Tunnel diode。

次の画像は、実際のトンネルダイオードがどのように見えるかを示しています。

トンネルダイオードの記号は以下のとおりです。

トンネルダイオードの詳細については、基本的な電子機器のチュートリアルを参照してください。

トンネルダイオード発振器

トンネルダイオードは、ほぼ10GHzの非常に高い周波数の信号を生成するのに役立ちます。実用的なトンネルダイオード回路は、トンネルダイオードＤを介してタンク回路に接続されたスイッチＳ、抵抗器Ｒ、および供給源Ｖから構成され得る。

ワーキング

選択する抵抗の値は、負性抵抗領域の中間でトンネルダイオードにバイアスをかけるような方法である必要があります。下の図は、実際のトンネルダイオード発振回路を示しています。

この回路において、抵抗R _1つのダイオードと抵抗Rのためのセット適切なバイアス_2つのタンク回路のセット適切な電流レベル。抵抗Rの並列の組み合わせ_PインダクタLとコンデンサは、選択された周波数で共振タンク回路を形成し、C。

スイッチSを閉じると、回路電流はすぐに一定値に向かって上昇します。この値は、抵抗Rの値とダイオード抵抗によって決まります。トンネルダイオードVの両端の電圧降下ただし、_Dはピーク点電圧V超える_Pを、トンネルダイオードは、負性抵抗領域に駆動されます。

この領域では、電圧Vまで減少する電流が開始されると、_Dはvalleypoint電圧Vと等しくなる_V。この時点で、電圧V _Dがさらに増加すると、ダイオードが正の抵抗領域に駆動されます。その結果、回路電流が増加する傾向があります。回路のこの増加は、電圧Vを低減する抵抗Rの両端の電圧降下が大きくなり_Dを。

VI特性曲線

次のグラフは、トンネルダイオードのVI特性を示しています。

曲線ABは、電圧が増加する一方で抵抗が減少するときの負性抵抗領域を示しています。Qポイントが曲線ABの中央に設定されていることは明らかです。Qポイントは、回路動作中にポイントAとポイントBの間を移動できます。点Aは呼ばれますpeak point そして点Bは呼ばれます valley point。

動作中に、点Bに到達した後、回路電流の増加は、電圧Vを低減する抵抗Rの両端の電圧降下が大きくなり_Dを。これにより、ダイオードが負性抵抗領域に戻ります。

電圧Vの低下_Dは電圧Vに等しく、_P、これは動作の1サイクルを完了する。これらのサイクルが続くと、正弦波出力を与える連続振動が発生します。