2 курс 1 часть / электроника / лекции / Электроника УрТИСИ +

Туннельные диоды

Ввиду очень малой толщины слоя р-n-перехода время перехода электронов через него очень мало (до 10-13 – 10-14 с).

Поэтому туннельный диод является практически безинерционным прибором.

В обычных диодах электроны проходят через переход под действием диффузионных сил, т.е. очень медленно.

Основная особенность туннельного диода состоит в наличии на его ВАХ участка с «отрицательным» сопротивлением.

170

Туннельные диоды

Вольт-амперная характеристика туннельного диода

IПР

Iпр.max

∆Iпр

Iпр.min

Iтун

Iобр

Iдиф

Uпр

В ∆Uпр

Umax

Umin.

Параметры

r= ∆Uпр

д∆Iпр

Imax, Imin.

Umax, Umin.

171

Применение туннельного диода

VD

U+

	Rн Uвых		∆Uпр
		rд = ∆Iпр

U-

Диод включен последовательно с нагрузкой и источником постоянного напряжения U.

В зависимости от напряжения U и величины нагрузки Rн диод может работать в генераторном или переключательном режимах.

В генераторном режиме схема вырабатывает колебания электрического тока, например синусоидальной формы.

Iпр	Линия нагрузки диода в генераторном
U/RH	режиме.

РТ

Uпр

U

174

Туннельные диоды

Для возникновения колебаний в схеме следует выполнить два условия.

1.Напряжение U должно обеспечивать положение РТ на участке с отрицательным сопротивлением.

2.Отрицательное сопротивление rд должно быть больше RH rд > RH.

Iпр

U/RH

Линия нагрузки диода в РТ генераторном режиме.

Она проводится по двум точкам.

U Uпр

174

Туннельные диоды

В переключательном режиме схема вырабатывает импульсы электрического тока прямоугольной формы, если имеется внешнее воздействие.

Iпр

U/RH	2	Линия нагрузки диода
		в переключательном режиме.

1

Uпр

U

В переключательном режиме рабочая точка может находиться либо в точке 1, либо в точке 2.

175

Вид ВАХ туннельного диода и величины тока и напряжения.

rд ≈ 160 Ом

176

Туннельные диоды

Обозначение туннельного диода на электрических схемах

VD

3И202А - Предназначен для работы в генераторном режиме.

3И302А - Предназначен для работы в переключательном режиме.

И – принадлежность прибора к туннельным диодам.

178

2.14 Обращенные диоды

Такие диоды строятся на вырожденном полупроводнике. У них отсутствует максимум на прямой ветви ВАХ.

Прямой ток обусловлен диффузионным механизмом, а обратный – туннельным.

Применяется для детектирования (выпрямления) СВЧ сигналов малых напряжений амплитудой до

0.3 В.

Однако при использовании обращенного диода необходимо поменять местами анод и катод.

179

Обращенные диоды

Прямая ветвь ВАХ используется как обратная, диод закрыт, если напряжение меньше 0.3 В.

Обратная ветвь используется для включения в прямом направлении.

Вольт-амперная характеристика обращенного диода

	Iпр
UОБР	0.1В	Uпр
В	ψК	В

Iобр 0.3 ÷ 0.5 В

180