Tünel Diyot Osilatörü
Tünel diyot kullanılarak inşa edilen osilatör devresine Tünel diyot osilatörü denir. Normal bir PN bağlantısının safsızlık konsantrasyonu yüksek oranda artarsa, buTunnel diodeoluşturulmuş. Olarak da bilinirEsaki diode, mucidinden sonra.
Tünel Diyot
Bir diyottaki safsızlık konsantrasyonu arttığında, tükenme bölgesinin genişliği azalır ve bağlantı noktasından geçmek için yük taşıyıcılarına bir miktar ekstra kuvvet uygular. Bu konsantrasyon daha da arttığında, tükenme bölgesinin daha az genişliği ve yük taşıyıcılarının artan enerjisi nedeniyle, üzerinden tırmanmak yerine potansiyel bariyerden geçerler. Bu penetrasyon şu şekilde anlaşılabilir:Tunneling ve dolayısıyla adı Tunnel diode.
Aşağıdaki görüntü, pratik bir tünel diyotunun nasıl göründüğünü göstermektedir.
Tünel diyotunun sembolleri aşağıda gösterildiği gibidir.
Tünel diyotları ile ilgili daha fazla ayrıntı için, lütfen Temel Elektronik eğitimimize bakın .
Tünel Diyot Osilatörü
Tünel diyotu, yaklaşık 10 GHz'lik çok yüksek frekanslı bir sinyal üretmeye yardımcı olur. Pratik bir tünel diyot devresi, bir tünel diyodu D aracılığıyla bir tank devresine bağlanan bir anahtar S, bir direnç R ve bir besleme kaynağı V'den oluşabilir.
Çalışma
Seçilen direncin değeri, negatif direnç bölgesinin ortasındaki tünel diyotunu önleyecek şekilde olmalıdır. Aşağıdaki şekil, pratik tünel diyot osilatör devresini göstermektedir.
Bu devrede, direnç R 1 , diyot için uygun öngerilimi ayarlar ve direnç R 2 , tank devresi için uygun akım seviyesini ayarlar. R direnci paralel kombinasyonu s L endüktansı ve kapasitör bir tank devresi, seçilmiş bir frekansta rezonans meydana C.
S anahtarı kapatıldığında, devre akımı, değeri direnç R değeri ve diyot direnci ile belirlenen sabit değere hemen yükselir. Tünel diyot V voltaj düşüşü Ancak, D tepe noktası gerilimi V aşan p , tünel diyot negatif direnç bölgesi içine sürülür.
Bu bölgede, akım V D , vadi noktası voltajı V v'ye eşit olana kadar azalmaya başlar . Bu noktada, V D gerilimindeki bir başka artış , diyotu pozitif direnç bölgesine yönlendirir. Bunun bir sonucu olarak, devre akımı artma eğilimindedir. Devredeki bu artış, direnç R boyunca voltaj düşüşünü artıracak ve bu da V D voltajını azaltacaktır .
VI karakteristik eğrisi
Aşağıdaki grafik, bir tünel diyotunun VI özelliklerini göstermektedir -
AB eğrisi, voltaj artarken direnç azaldıkça negatif direnç bölgesini gösterir. Q noktasının AB eğrisinin ortasında ayarlandığı açıktır. Q noktası, devre işlemi sırasında A ve B noktaları arasında hareket edebilir. A noktasına denirpeak point ve B noktasına denir valley point.
Çalışma sırasında, B noktasına ulaştıktan sonra, devre akımındaki artış, direnç R boyunca voltaj düşüşünü artıracak ve bu da V D voltajını azaltacaktır . Bu, diyotu tekrar negatif direnç bölgesine getirir.
Gerilimi V azalma D voltaj V eşittir p ve bu işlem devrini tamamlar. Bu döngülerin devamı sinüzoidal bir çıktı veren sürekli salınımlar üretir.
Avantajlar
Tünel diyot osilatörünün avantajları aşağıdaki gibidir -
- Yüksek anahtarlama hızlarına sahiptir.
- Yüksek frekansların üstesinden gelebilir.
Dezavantajları
Tünel diyot osilatörünün dezavantajları aşağıdaki gibidir -
- Düşük güçlü cihazlardır.
- Tünel diyotları biraz maliyetlidir.
Başvurular
Bir tünel diyot osilatörünün uygulamaları aşağıdaki gibidir -
- Gevşeme osilatörlerinde kullanılır.
- Mikrodalga osilatörlerinde kullanılır.
- Ultra yüksek hızlı anahtarlama cihazı olarak da kullanılmaktadır.
- Mantıksal hafıza depolama cihazı olarak kullanılır.
Tüm büyük sinüzoidal osilatör devrelerini kapladıktan sonra, şimdiye kadar bahsedilenler gibi birçok osilatörün var olduğuna dikkat edilmelidir. Sinüs dalga formları üreten osilatörler, tartışıldığı gibi sinüzoidal osilatörlerdir.
Sinüzoidal olmayan dalga formları (dikdörtgen, süpürme, üçgen vb.) Üreten osilatörler, Darbe Devreleri eğitimimizde ayrıntılı olarak tartıştığımız sinüzoidal olmayan osilatörlerdir .