Oscylator diodowy tunelowy

Obwód oscylatora zbudowany przy użyciu diody tunelowej nazywany jest oscylatorem diody tunelowej. Jeśli stężenie zanieczyszczeń w normalnym złączu PN jest znacznie zwiększone, to jest toTunnel diodejest uformowany. Jest również znany jakoEsaki diodepo jej wynalazcy.

Dioda tunelowa

Kiedy stężenie zanieczyszczeń w diodzie wzrasta, szerokość obszaru zubożenia maleje, zwiększając dodatkową siłę do nośników ładunku, aby przecięły złącze. Kiedy to stężenie jest dalej zwiększane, ze względu na mniejszą szerokość obszaru zubożenia i zwiększoną energię nośników ładunku, przenikają one przez barierę potencjału, zamiast wspinać się po niej. Ta penetracja może być rozumiana jakoTunneling stąd nazwa, Tunnel diode.

Poniższy obraz pokazuje, jak wygląda praktyczna dioda tunelowa.

Symbole diody tunelowej są pokazane poniżej.

Więcej informacji na temat diod tunelowych można znaleźć w naszym samouczku dotyczącym podstawowej elektroniki .

Oscylator diodowy tunelowy

Dioda tunelowa pomaga w generowaniu sygnału o bardzo wysokiej częstotliwości prawie 10GHz. Praktyczny obwód diody tunelowej może składać się z przełącznika S, rezystora R i źródła zasilania V, połączonych z obwodem zbiornika przez diodę tunelową D.

Pracujący

Wartość dobranego rezystora powinna być tak dobrana, aby obciążała diodę tunelową w połowie obszaru ujemnej rezystancji. Poniższy rysunek przedstawia praktyczny obwód oscylatora diody tunelowej.

W tym układzie, rezystor R ₁ ustawia prawidłowe odchylający do diody i rezystora R ₂ ustawia odpowiedni poziom prądu obwodu rezonansowego. Równoległa kombinacja rezystora R _p cewki indukcyjnej L i kondensatora C tworzą obwód zbiornika, który rezonuje z wybraną częstotliwością.

Gdy wyłącznik S jest zamknięty, prąd w obwodzie narasta natychmiast w kierunku wartości stałej, której wartość określa wartość rezystora R i rezystancja diody. Jednakże, gdy spadek napięcia na diodzie tunelowej V _D przekracza napięcie szczytowe V _p , dioda tunelowa jest wprowadzana w obszar ujemnej rezystancji.

W tym obszarze prąd zaczyna się zmniejszać, aż napięcie V _D zrówna się z napięciem V _v . W tym punkcie dalszy wzrost napięcia V _D steruje diody do przymusowego regionu oporu. W wyniku tego prąd w obwodzie ma tendencję do wzrostu. Ten wzrost obwodu zwiększy spadek napięcia na rezystorze R, co zmniejszy napięcie _VD .

Charakterystyka VI

Poniższy wykres przedstawia VI charakterystykę diody tunelowej -

Krzywa AB wskazuje ujemny obszar rezystancji, ponieważ rezystancja maleje, podczas gdy napięcie rośnie. Oczywiste jest, że punkt Q jest ustawiony w środku krzywej AB. Punkt Q może przemieszczać się między punktami A i B podczas pracy obwodu. Punkt A jest nazywanypeak point i nazywa się punkt B. valley point.

Podczas pracy, po osiągnięciu punktu B, wzrost prądu w obwodzie zwiększy spadek napięcia na rezystorze R, co zmniejszy napięcie _VD . Powoduje to powrót diody do ujemnego obszaru rezystancji.

Spadek napięcia V _D jest równy napięciu V _P i kończy to jeden cykl pracy. Kontynuacja tych cykli powoduje ciągłe oscylacje, które dają sygnał sinusoidalny.

Zalety

Zalety oscylatora z diodą tunelową są następujące -

• Ma duże prędkości przełączania.
• Może obsługiwać wysokie częstotliwości.

Niedogodności

Wady tunelowego oscylatora diodowego są następujące -

• Są to urządzenia małej mocy.
• Diody tunelowe są trochę drogie.

Aplikacje

Zastosowania oscylatora diody tunelowej są następujące -

• Jest stosowany w oscylatorach relaksacyjnych.
• Jest stosowany w oscylatorach mikrofalowych.
• Jest również używany jako ultra szybkie urządzenie przełączające.
• Jest używany jako urządzenie pamięci logicznej.

Po uwzględnieniu wszystkich głównych obwodów oscylatorów sinusoidalnych należy zauważyć, że istnieje wiele oscylatorów, takich jak te wspomniane do tej pory. Oscylatory, które wytwarzają przebiegi sinusoidalne, są oscylatorami sinusoidalnymi, jak omówiono.

Oscylatory, które wytwarzają przebiegi niesinusoidalne (prostokątne, przeciągnięte, trójkątne itp.) Są oscylatorami niesinusoidalnymi, które szczegółowo omówiliśmy w naszym samouczku dotyczącym obwodów impulsowych .