터널 다이오드 발진기
터널 다이오드를 사용하여 구축 된 발진기 회로를 터널 다이오드 발진기라고합니다. 정상적인 PN 접합의 불순물 농도가 크게 증가하면Tunnel diode로 이루어져. 그것은 또한 알려져 있습니다Esaki diode, 발명가 이후.
터널 다이오드
다이오드의 불순물 농도가 증가하면 공핍 영역의 폭이 감소하여 전하 캐리어에 추가 힘이 가해져 접합부를 통과합니다. 이 농도가 더 증가하면 공핍 영역의 폭이 줄어들고 전하 캐리어의 에너지가 증가하여 전위 장벽을 넘어서지 않고 관통합니다. 이 침투는 다음과 같이 이해할 수 있습니다.Tunneling 따라서 이름, Tunnel diode.
다음 이미지는 실용적인 터널 다이오드의 모습을 보여줍니다.
터널 다이오드의 기호는 다음과 같습니다.
터널 다이오드에 대한 자세한 내용은 기본 전자 자습서 를 참조하십시오 .
터널 다이오드 발진기
터널 다이오드는 거의 10GHz의 매우 높은 주파수 신호를 생성하는 데 도움이됩니다. 실용적인 터널 다이오드 회로는 터널 다이오드 D를 통해 탱크 회로에 연결된 스위치 S, 저항 R 및 공급 소스 V로 구성 될 수 있습니다.
일
선택된 저항의 값은 음 저항 영역의 중간에있는 터널 다이오드를 바이어스하는 방식이어야합니다. 아래 그림은 실용적인 터널 다이오드 발진기 회로를 보여줍니다.
이 회로에서 저항 R 1 은 다이오드에 대한 적절한 바이어스를 설정하고 저항 R 2 는 탱크 회로에 대한 적절한 전류 레벨을 설정합니다. 저항 R p 인덕터 L과 커패시터 C 의 병렬 조합은 선택된 주파수에서 공진하는 탱크 회로를 형성합니다.
스위치 S가 닫히면 회로 전류는 저항 R의 값과 다이오드 저항에 의해 값이 결정되는 상수 값으로 즉시 상승합니다. 그러나 터널 다이오드 V D 양단의 전압 강하 는 피크 포인트 전압 V p를 초과 하면 터널 다이오드가 음의 저항 영역으로 구동됩니다.
이 영역에서는 전압 V D 가 밸리 포인트 전압 V v와 같아 질 때까지 전류가 감소하기 시작합니다 . 이 시점에서 전압 V D 의 추가 증가 는 다이오드를 포지티브 저항 영역으로 구동합니다. 그 결과 회로 전류가 증가하는 경향이 있습니다. 이러한 회로 증가는 저항 R 양단의 전압 강하를 증가시켜 전압 V D를 감소시킵니다 .
VI 특성 곡선
다음 그래프는 터널 다이오드의 VI 특성을 보여줍니다.
곡선 AB는 전압이 증가하는 동안 저항이 감소함에 따라 음의 저항 영역을 나타냅니다. Q 포인트가 곡선 AB의 중간에 설정되어 있음이 분명합니다. Q- 포인트는 회로 작동 중에 포인트 A와 B 사이를 이동할 수 있습니다. 지점 A는peak point 그리고 지점 B는 valley point.
작동 중에 지점 B에 도달 한 후 회로 전류의 증가는 저항 R 양단의 전압 강하를 증가시켜 전압 V D를 감소시킵니다 . 이것은 다이오드를 다시 음의 저항 영역으로 가져옵니다.
전압 V D 의 감소 는 전압 V P 와 동일 하며 이것은 한 사이클의 작동을 완료합니다. 이러한 사이클이 계속되면 정현파 출력을 제공하는 지속적인 진동이 발생합니다.
장점
터널 다이오드 발진기의 장점은 다음과 같습니다.
- 스위칭 속도가 빠릅니다.
- 고주파를 처리 할 수 있습니다.
단점
터널 다이오드 발진기의 단점은 다음과 같습니다.
- 저전력 장치입니다.
- 터널 다이오드는 약간 비쌉니다.
응용
터널 다이오드 발진기의 용도는 다음과 같습니다.
- 이완 발진기에 사용됩니다.
- 마이크로파 발진기에 사용됩니다.
- 초고속 스위칭 장치로도 사용됩니다.
- 논리 메모리 저장 장치로 사용됩니다.
모든 주요 정현파 발진기 회로를 다룬 후에는 지금까지 언급 한 것과 같은 발진기가 많이 있다는 점에 유의해야합니다. 사인파를 생성하는 오실레이터는 논의 된 바와 같이 사인파 오실레이터입니다.
비 사인파 파형 (직사각형, 스위프, 삼각형 등)을 생성하는 오실레이터는 펄스 회로 자습서 에서 자세히 논의한 비 사인파 오실레이터입니다 .