Главная  Линейные элементы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [ 138 ] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

ными вещественными частями), т. е. необходимо, чтобы:

\R-\>R, (9.4>

L<R\R \C. (9.5)

Условие (9.4) определяет возможность получения единственной точки равновесия на участке отрицательной проводимости, условие (9.5) является условием отсутствия самовозбуждения. Режим, в котором выполняются условия (9.4) и (9.5), реализуется в усилительных схемах. При выполнении (9.4) и невыполнении: (9.5) состояние равновесия в рабочей точке С неустойчиво, и в схеме возникают автоколебания. При L: R\R-\C, они носят релаксационный характер; именно такие условия реализуются в. схемах автоколебательных мультивибраторов. При достаточна


Рис. 9.4

больших значениях R, когда /? >/? , в схеме возможны три состояния равновесия, соответствующие точкам А, В, С (рис. 9.3),, причем точки А и В определяют устойчивые состояния равновесия, точка С - неустойчивое состояние; такой режим используется в триггерах.

Таким образом, на основе схемы рис. 9.3й при соответствующем! выборе параметров можно реализовать основные импульсные устройства. Для их построения используются также рассматриваемые далее двухдиодные схемы.

Процесс переключения ТД связан с переходом рабочей точки с одной ветви статической характеристики i„ = Днд) на другую. Вернемся к схеме рис. 9.3а и предположим, что она обладает двумя устойчивыми состояниями, соответствующими рабочим точкам Л и В (рис. 9.4). Пусть в исходном состоянии рабочей точкой является Л, и ток через диод равен гл, и пусть введен тем или иным путем запускающий перепад напряжения JS.E. Будем полагать L = 0. С вводом запускающего напряжения АЕ нагрузочная!



линия займет положение 2, что соответствует возрастанию тока L

Так как напряжение на емкости Сд измениться скачком не может, то в момент запуска на диоде сохранится напряжение Ua и, следовательно, через емкость Сд потечет ток ic = ich, определяемый как разность между токами i и «д. Ток ic вызывает заряд емкости со скоростью «с/Сд. По мере заряда емкости Сд растет напряжение на диоде % и в соответствии с вольтамперной характеристикой меняется ток «д. Одновременно меняется ток ic, причем при значениях напряжения %, меньших Ui, ток ic уменьшается, что, в свою очередь, вызывает уменьшение скорости заряда емкости и замедление переходного процесса.

При недостаточной амплитуде запускающего сигнала, когда нагрузочная линия 2 пересекает туннельную ветвь вольтамперной характеристики (точка F), в какой-то момент токи i и гд становятся равными, ток через емкость падает до нуля и переключение диода на диффузионную ветвь характеристики не происходит. В рассматриваемом случае нагрузочная линия 2 не пересекает туннельную ветвь характеристики. Поэтому по мере заряда шунтирующей емкости напряжение на диоде в какой-то момент достигает значения Uu что соответствует окончанию интервала подготовки. При дальнейшем росте напряжения на диоде ток /д падает, следовательно, возрастает ток через емкость и увеличивается скорость изменения напряжения %, что, в свою очередь, приводит к дополнительному росту тока. Поэтому на стадии регенерации переходный процесс протекает лавинообразно (на рис. 9.46 штриховкой показаны значения тока ic при различных напряжениях Г7д).

При дальнейшем росте напряжения % в области % С/г ток через емкость падает и рабочая точка занимает положение D на диффузионой ветви, а после окончания запускающего импульса - положение В. При подаче запускающего импульса (перепада) отрицательной полярности возникает аналогичный процесс перехода рабочей точки из положения В в положение А.

Очевидно, что для увеличения скорости переключения ТД необходимо увеличить ток (с через емкость Сд. Это может быть достигнуто включением последовательно с R индуктивности L; действительно, если предположить, что в интервале регенераций ток i в индуктивности остается постоянным или изменяется незначительно, то ток ic = i - in сохраняет во всем этом интервале большую величину.

Интересно отметить, что при достаточно больших значениях L, вне зависимости от параметров Е, R, переключение ТД завершается на диффузионной ветви в точке с напряжением, практически равным Us, и тем самым стабилизируется уровень выходного перепада напряжения.

Оценим длительность to переключения ТД. Так как напряжение «д на ТД есть напряжение на емкости Сд, то длительность измене-



ния «д в некоторых пределах от и до ы

и"

*. = С. (9.6)

в частном случае, когда переключение осуществляется от генератора постоянного тока h,

/сЫ=/г-/д(«д). (9.7)

Интеграл (9.6) можно вычислить графо-аналитически или аналитически, если предварительно аппроксимировать характеристики iji - fiun). Для грубой оценки to можно предположить, что емкостный ток ic растет и убывает во времени по линейному закону. Полагая к тому же = f/i и и" = Us, получим

U,-Ui-lic{t)dt-to (9.8) о

и, следовательно,

to - 2Сд - = 2Сд = 2Сдг/,з. (9.9)

При Сд = 10 пФ, t/i3 = 0,5 В, h - /2 = 2 мА получаем Уо5 не.

Более точные результаты для значения to получаются, если боле точно аппроксимировать статическую характеристику туннельного диода и учесть, что практически переключение ТД осуществляется током In, превышающим h.

9 2.2. ТРИГГЕРЫ И МУЛЬТИВИБРАТОРЫ

Рассмотрим схему триггера на одном ТД (рис. 9.5). При подаче на его вход положительного импульса, вызывающего увеличение тока ТД от «А до h, рабочая точка переходит из положения А в положение В. Такое переключение называется прямым; отрицательный импульс, вызывающий уменьшение тока ТД от 1в до h, приводит к обратному переключению. Последовательно с R иногда включается индуктивность, что позволяет, как уже отмечалось, уменьшить длительность фронта и стабилизировать амплитуду. Схема рис. 9.5 управляется импульсами чередующейся полярности.

На основе указанной схемы может быть построен триггер, имеющий два входа и запускаемый по каждому из них импульсами



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [ 138 ] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

0.0011