Вакуум хоолой ба транзистортой харьцуулахад туннелийн диодын давуу болон сул талуудыг хэлхээний тодорхой жишээнүүдийг ашиглан хамгийн хялбараар ойлгодог.
Аливаа хэлхээг барихад шийдэх ёстой хамгийн эхний асуудал бол шууд гүйдлийн ажиллах цэгийг тохируулах явдал юм. Одоогийн хүчдэлийн шинж чанарын хэлбэрээс (Зураг 1) унасан хэсэгт ажиллах цэгийг хоёрдмол утгагүйгээр тохируулахын тулд хүчдэлийн эх үүсвэрээс хонгилын диод дээр тогтмол хазайлтыг тохируулах шаардлагатай. Энэ нь туннелийн диодтой цуваа холбосон тогтмол гүйдлийн эсэргүүцэл (хэвийн эх үүсвэрийн дотоод эсэргүүцлийг оруулаад) нь үйл ажиллагааны цэг 2 дахь хонгилын диодын дифференциал эсэргүүцлээс бага байх ёстой гэсэн үг юм. Энэ тохиолдолд R 1 ачааллын шугамтай тохирч байна.
Цагаан будаа. 1. Ачааллын эсэргүүцэл өөрчлөгдөх үед хонгилын диодын ажиллах янз бүрийн горимууд.
Ашиглалтын цэг дэх дифференциал эсэргүүцлийн үнэмлэхүй утга нь ихэвчлэн нэгж эсвэл хэдэн арван Ом байдаг тул тогтмол хэвийсэн эх үүсвэрийн дотоод эсэргүүцэл нь ямар ч тохиолдолд бага хэмжээний дараалалтай байх ёстой, өөрөөр хэлбэл аравны нэг буюу ом байх ёстой. Энэ тохиолдолд E эх үүсвэрийн хүчдэл 100-200 мА байх ёстой. I0=5 мана U0=0.1 В үед хонгилын диодын зарцуулсан хүч P=I0U0 нь 500 мкВт болохыг тооцоолоход хялбар байдаг. Энэ хүч нь ижил төстэй транзисторын хэлхээг тэжээхэд шаардагдах хүчнээс ойролцоогоор 10 дахин бага, вакуум хоолойноос хэдэн мянга дахин бага байна.
Гэсэн хэдий ч одоогийн байдлаар туннелийн диодын энэ давуу талыг бүрэн ашиглах боломжгүй, учир нь 1.5-2.2 В хүчдэлтэй стандарт элементүүдийг туннелийн диод ашиглан хэлхээг тэжээхэд ихэвчлэн тогтворжуулагчийн эсэргүүцэл дэх илүүдэл хүчдэлийг унтраадаг. Энэ тохиолдолд эрчим хүчний эх үүсвэрээс зарцуулсан эрчим хүч мэдэгдэхүйц их байх нь тодорхой байна.
Зураг дээр. Зураг 2-т E = 1.5 В хүчдэлтэй эх үүсвэрээс хонгилын диод TD-ийг тэжээх ердийн хэлхээг үзүүлэв.
Цагаан будаа. 2. Хонгилын диодын цахилгаан тэжээлийн хэлхээ.
R 1 эсэргүүцлийг |R|-ээс хамаагүй бага сонгосон бол ба U 0 нь мэдэгдэж байгаа бол тогтворжуулагчийн эсэргүүцлийн R b утгыг дараах томъёогоор олно.
Жишээлбэл, E = 1.5 V, U 0 = 0.1 V ба R 1 = 1 ом, R b = 14 Ом. Энэ тохиолдолд батерейгаас зарцуулсан гүйдэл нь тэнцүү байх болно 
, өөрөөр хэлбэл 100 мА, зарцуулсан хүч P=IE=150 мВт. Тиймээс "өндөр хүчдэлийн" эх үүсвэр ашиглах нь эрчим хүчийг 300 дахин нэмэгдүүлэхэд хүргэсэн!
Хэрэв диодтой цуваа холбосон шууд гүйдлийн эсэргүүцэл нь шинж чанарын унасан хэсэгт түүний дифференциал эсэргүүцлээс хамаагүй их байвал ачааллын шугам нь Зураг дээрх R2 шулуун шугамтай тохирно. 1. Энэ тохиолдолд R2 шулуун шугам нь гүйдлийн хүчдлийн шинж чанарыг 1, 2, 3-р цэгүүдээр огтолно. Хэлбэлзлийн онолд зөвхөн 1 ба 3-р цэгүүд тогтвортой тэнцвэрийн байрлалд тохирох нь батлагдсан бөгөөд 2-р цэг нь гүйдлийн хүчдлийн шинж чанартай байх болно. тогтворгүй. Энэ нь тухайн үед ажиллах цэг нь туннелийн диод дээрх хүчдэлтэй тохирч болно гэсэн үг юм U "эсвэл U" (Зураг 1). Тиймээс хэрэв эх үүсвэр нь R2≥|R| дотоод эсэргүүцэлтэй байвал шинж чанарын унасан хэсэгт ажиллах цэгийг тогтоох боломжгүй юм. Энэ тэжээлийн горимыг импульсийн хэлхээ үүсгэх үед ашигладаг. Өсгөгч ба гармоник хэлбэлзлийн генераторын хэлхээнд шинж чанарын (R1≤|R|) унасан хэсэгт ажиллах цэгийг тохируулахад тохирсон горимыг ашигладаг.
Гармоник хэлбэлзлийн генераторын схемүүд. Бид туннелийн диодын ашиглалтын талаархи танилцуулгыг гармоник хэлбэлзлийн генераторын хэлхээг авч үзэх болно, учир нь тэдгээрийн бүтэц нь хамгийн энгийн бөгөөд ойлгомжтой байдаг.
Уншигчид тодорхой болсон тул туннелийн диод ба вакуум хоолой, транзисторын радио хэлхээнд ашиглах гол ялгаа нь туннелийн диод нь хоёр терминалтай төхөөрөмж, өөрөөр хэлбэл энэ нь үүнтэй холбоотой юм. зөвхөн хоёр гаралтын терминалтай. Гурван терминал бүхий электрон хоолой эсвэл транзисторын хувьд дохиог өсгөх нь зөвхөн нэг чиглэлд (сүлжээ - анод эсвэл суурь - коллектор) боломжтой бөгөөд эсрэг чиглэлд боломжгүй юм. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь нэг чиглэлтэй байдаг. Тунелийн диод нь тусдаа оролт гаралтгүй тул чиглэлгүй байдаг.
Сүүлчийн нөхцөл байдал нь оролтоос гаралт руу чиглэсэн дохионы дамжуулалтыг хийх шаардлагатай олон үе шаттай олшруулалт ба импульсийн хэлхээг барихад нэлээд ноцтой хүндрэлд хүргэдэг. Аливаа генераторын хэлхээнд дохиог арилгадаг зөвхөн хоёр гаралтын терминал байдаг тул энэ тохиолдолд туннелийн диодын заасан шинж чанар нь сул тал биш юм.
Гармоник хэлбэлзлийн генераторын хамгийн энгийн хэлхээг Зураг дээр үзүүлэв. 3. Энэ генераторын эквивалент хэлхээ нь хэлхээнд тохирч байна В зай, эсэргүүцэл R 1, R b ба багтаамж С-ээс үүссэн хэлхээ нь TD диод дээр шаардлагатай тогтмол хэвийлтийг хангадаг. Зураг дээрх диаграмаас ялгаатай. 2-т блоклох конденсатор C 1-ийг хэвийсэн хэлхээнд нэмсэн бөгөөд түүний багтаамжийг ажлын давтамж дахь эсэргүүцэл нь Ri эсэргүүцлээс 10 дахин бага байхаар сонгох хэрэгтэй. Тиймээс энэ конденсаторын багтаамжийг дараахь томъёогоор тооцоолох ёстой.
Энд C нь μF, f нь Гц, R 1 нь ом.
Зураг дээрх хэлбэлзлийн хэлхээ. 3 нь диод С, индукц L ба тааруулах конденсатор C 2-ын багтаамжаас үүсдэг. Ашиглалтын давтамжийг сайн мэддэг томъёогоор тодорхойлно.
Эсэргүүцэл Rн нь генератор ажиллах ёстой ачаалал юм.
Цагаан будаа. 3. Гармоник хэлбэлзлийн генераторын схем.
Хэрэв гармоникийн агууламж багатай генератор барих шаардлагатай бол A хэлбэлзлийн далайц нь шинж чанарын шугаман хэсгээс хэтрэхгүй байх шаардлагатай. Энэ хэсэг нь ойролцоогоор ±0.1 U 0-тэй тэнцүү байна. Тиймээс герман диодын хэлбэлзлийн далайц нь ихэвчлэн 2-10 мВ байдаг.
Үйл ажиллагааны цэг дээрх диодын эсэргүүцэл нь Rн ачааллын эсэргүүцэл ба хэлхээний Req-ийн зэрэгцээ холболттой ойролцоогоор тэнцүү байх тохиолдолд л хангалттай бага далайцыг хангах боломжтой. Өмнө дурьдсанчлан чанарын дундаж хүчин зүйлтэй хэлхээ нь Req≈105 омтой байдаг тул энэ нөхцөл нь |R|=Rн-тэй тэнцүү байна. Энэ тохиолдолд хэлбэлзлийн хүчийг ачаалалд авна Ердийн утгуудын хувьд |R|=20 Ом ба A=5 мВ, хүч P=1.2 мкВт.
Хэрэв шугаман бус гажуудал нь чухал биш бол хэлбэлзлийн далайц нь U 2 -U 1 байна гэж үзэж болно. Энэ тохиолдолд германий диодын гаралтын чадал нь тэнцүү байх болно
VHF ба богино долгионы зурваст генераторын хэлхээг барих зарчим ижил хэвээр байгаа бөгөөд зөвхөн C ба L элемент бүхий хэлхээний оронд шугам эсвэл эзэлхүүний резонатор гэх мэт тархсан системийг ашигладаг.
Гадаадын мэдээллээс үзэхэд одоогийн бий болсон давтамжийн дээд хязгаар нь 100 GHz (λ-3 мм) -ээс бага зэрэг давсан байна. Гаралтын хүч нь хэд хэдэн микроватт юм.
Тунелийн диодын өсгөгч.Хонгилын диод дээр суурилсан өргөн зурвасын өсгөгчийн хамгийн энгийн хэлхээг Зураг дээр үзүүлэв. 4, a, мөн Зураг дээр. 4b нь түүний эквивалент хэлхээг харуулж байна. Өсгөгчийн ажиллах зарчим дараах байдалтай байна. Генераторын дотоод эсэргүүцэл Rg ачааллын эсэргүүцлээс хамаагүй их байна гэж үзье Rn зэрэгцээ холболттой Rn ба туннелийн диод TD-ээс үүссэн хэлхээнд Rn хандлагатай байвал дурын их гүйдэл урсаж болно R|. Өөрөөр хэлбэл сөрөг эсэргүүцэл |R| Rн ачааллын улмаас үүссэн алдагдлыг бараг бүрэн нөхөх байдлаар сонгож болно. Үүний үр дүнд ачааллын гаралтын хүч нь генератороос авсан хүчнээс хэд дахин их байж болно.
Rg эсэргүүцэл нь Rн-тэй тэнцүү байх тохиолдолд диодыг үнэмлэхүй утга дахь дифференциал эсэргүүцэлээс арай их байхаар сонгох хэрэгтэй.
Эсэргүүцэл нь |R| Зөвхөн энэ нөхцөлд өсгөгч тогтвортой ажиллах болно, өөрөөр хэлбэл шинж чанарын унасан хэсэгт ажиллах цэгийг "тогтвортой" тохируулах боломжтой тул Rн эсвэл Rп-ээс үргэлж бага зэрэг их байх ёстой (2-р цэг). Зураг 1).
Зураг дээр дурдсанчлан. 4, генераторын гаралтын терминалууд нь өсгөгчийн гаралтын терминалуудтай нийтлэг байдаг. Дээр дурдсанчлан, энэ нөхцөл байдал нь хонгилын диод ашиглан олон шатлалт өсгөгч барихад хэцүү болгодог. Өргөн нэвтрүүлгийн хүрээнүүдэд нэг каскадыг нөгөөгөөс нь "салгах" хангалттай үр дүнтэй аргууд байдаггүй. Тиймээс эдгээр давтамжуудад нэг үе шаттай өсгөгчийг ихэвчлэн ашигладаг. Богино долгионы мужид феррит чиглэлтэй холбогчийг салгах элемент болгон ашигладаг - эргэлтийн төхөөрөмж нь цахилгаан хэлбэлзлийг зөвхөн нэг чиглэлд "чиглүүлэх" боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр оролтыг гаралтаас тусгаарлах боломжийг олгодог.
Цагаан будаа. 4. Өргөн зурвасын өсгөгчийн үндсэн (a), эквивалент (б) хэлхээ.
Өргөн нэвтрүүлгийн давтамжийн мужид туннелийн диодын өсгөгч ашиглах нь тийм ч ирээдүйтэй биш гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Энэ мужид нэлээд сайн олшруулах шинж чанартай транзисторуудыг ашиглах нь зүйтэй бөгөөд тогтвортой олон шатлалт өсгөгч бий болгох боломжтой бөгөөд цахилгаан хангамжаас туннелийн диодтой ижил хүчийг зарцуулдаг.
Өсгөгч ба хонгилын диодууд нь тусдаа оролт, гаралтгүй тул тэдгээрийн ашгийг тодорхойлох нь өөрийн гэсэн шинж чанартай байдаг. Энэ тохиолдолд эрчим хүчний өсөлт нь диодыг асаах, унтраах үед ачааллын хүч чадлын харьцаа гэж ойлгогддог.
Тиймээс энэ коэффициент нь Rg ба Rn эсэргүүцэлээс үүссэн идэвхгүй хэлхээтэй харьцуулахад туннелийн диод ачаалалд хэр их хүч "хувь нэмэр оруулах" болохыг харуулж байна. Тиймээс үүнийг ихэвчлэн Kv оруулах коэффициент гэж нэрлэдэг. Зураг дээрх хамгийн энгийн хэлхээний хувьд. 4-т бага давтамжтай Kv-ийн утгыг дараах томъёогоор тооцоолж болно.
|R|=Rп үед ашиг нь хязгааргүйд хүрнэ. Энэ нь хэлхээ тогтворгүй болно гэсэн үг юм. Тиймээс Rp-г үргэлж |R|-ээс арай бага сонгоно.
Туннелийн диодын өсгөгчийн дийлэнх нь резонансын төрлийн өсгөгч юм. Энэ тохиолдолд L индукцийг ачааллын эсэргүүцэлтэй зэрэгцүүлэн шилжүүлдэг бөгөөд энэ нь диодын багтаамжтай хамт резонансын хэлхээг үүсгэдэг. Гаднах төрхөөрөө, резонансын өсгөгчийн хэлхээ нь Зураг дээр үзүүлсэн генераторын хэлхээнээс ялгаатай биш юм. 10. Тэдний хоорондын ялгаа нь өсгөгчийн хэлхээний резонансын давтамж дээр өөрөө өдөөх нөхцөл хангагдаагүй байхад генераторын хэлхээнд энэ нөхцөл зайлшгүй шаардлагатай байдаг. Өсгөгчийн хэлхээнд резонансын давтамжаас өөр давтамжтай үед хэлхээ нь ачааллыг шунтлаж, ашиг нь буурдаг.
Аливаа олшруулалтын элементийн чухал шинж чанар нь зурвасын өргөн ба хүчдэлийн олзоор тодорхойлогддог чанарын хүчин зүйл юм. Электрон хоолойн хувьд энэ утга тэнцүү байна 
Туннелийн диодуудын хувьд хүчдэлийн олз K U =√Kv нь харуулахад хялбар байдаг. Туннелийн диодын чанарын коэффициентийг дараах томъёогоор илэрхийлнэ.
|R|=20 ом ба C=10 pf утгын хувьд чанарын хүчин зүйл Δf/Ku≈800 МГц байна. Энэ нь ердийн туннелийн диод ашиглан 40 МГц зурвасын өргөнтэй, Ki = 20 (Кв = 400) олз бүхий өсгөгч барьж болно гэсэн үг юм. Орчин үеийн электрон хоолойн хамгийн сайн чанарын хүчин зүйл нь 200 МГц байдаг тул өгөгдсөн утгууд нь нэг үе шаттай хоолой өсгөгчийн хувьд бүрэн боломжгүй юм.
Хонгилын диод дээр суурилсан орчин үеийн өндөр давтамжийн өсгөгчийн загвар нь маш олон янз байдаг. Тэдний хэмжээс ба жин нь тархсан хэлбэлзлийн хэлхээ ба тааруулах элементүүдийн хэмжээг тодорхойлдог үйл ажиллагааны давтамжаас ихээхэн хамаардаг.
Орчин үеийн туннелийн диод өсгөгч нь Ku=10 3 -10 4 (өөрөөр хэлбэл 30-40 дБ) олзоор хэдэн арван гигагерц (λ≤1 см) давтамжтай ажилладаг.
Хонгилын диод дээр суурилсан импульсийн хэлхээ.Эдгээр хэлхээг гурван үндсэн төрөлд хувааж болно: multivibrators, monovibrators (унтах multivibrators), flip-flops. Сүүлийн хоёр төрлийн хэлхээг ихэвчлэн гох хэлхээ гэж нэрлэдэг, учир нь тэдгээр нь зөвхөн гадны триггер байгаа үед л ажилладаг. Туннелийн диод ашигладаг хамгийн энгийн гох хэлхээг Зураг дээр үзүүлэв. 5.
Цагаан будаа. 5. Хонгилын диод дээр суурилсан гох хэлхээ, a - гох хэлхээ; b - нэг чичиргээний хэлхээ.
Зураг дээр. 5а-д триггерийн хэлхээг үзүүлэв.Энэ хэлхээний ажиллах зарчим дараах байдалтай байна. Хэрэв R 2 ≥|R| нөхцөл хангагдсан байхаар R2 цахилгаан хэлхээний эсэргүүцлийг маш том гэж сонговол зурагт үзүүлсэн шиг ачааллын шугам. 1 нь R 2 шулуун шугамтай тохирно. Тиймээс диод нь U" эсвэл U" хүчдэлтэй байх болно. Өөр тогтвортой тэнцвэрийн байрлал байж болохгүй.
Анхны байрлалыг 1 цэг гэж үзье. Хэрэв одоо эсэргүүцлээр Rг≥|R| гадаад генератораас диод руу импульс хийвэл үйл ажиллагааны цэг нь 1-р байрлалаас 3-р байрлал руу "шилж" болно. Энэ нь зөвхөн гох импульсийн гүйдлийн далайц I 1 =u/Rg Imax-ийн зөрүүгээс их байвал л болно. -I 2 (Зураг 1).
Хэлхээ өөр тэнцвэрийн байрлалд "шилжсэний" дараа (Зураг 1-ийн 3-р цэг) түүнийг дахин ажиллуулахын тулд I 3 -Imin-ээс их далайцтай сөрөг туйлшралын импульс хийх шаардлагатай. Хэлхээнд олон туйлт импульсийн дарааллыг хэрэглэснээр (Зураг 5а) тэгш өнцөгт хэлбэртэй ойрхон U"-U" далайцтай гаралтын хэлбэлзлийг олж авах боломжтой.
Хэлхээг нэг тэнцвэрийн байрлалаас нөгөөд шилжүүлэх нь |R|C-тэй пропорциональ маш богино хугацаанд явагддаг. Энэ хугацаа нь гаралтын импульсийн ирмэгийн үргэлжлэх хугацаатай тохирч байна.
Гох нь аливаа электрон компьютерийн гол элемент юм. Үйлдлийн хурд өндөр байх тусам энэ машин нэгж хугацаанд илүү олон тооны математик үйлдлүүдийг хийж чадна. Туннелийн диодын триггерүүд нь ойролцоогоор 10-9-10-8 секундын хугацаанд ажилладаг тул өндөр хурдны компьютерт маш ирээдүйтэй болж хувирдаг.
Гохыг ашиглан синусоид хүчдэлээс тэгш өнцөгт импульс үүсгэх нь маш хялбар байдаг. Үүнийг хийхийн тулд олон туйлт импульсийн оронд оролтод гармоник хүчдэл өгөх шаардлагатай. Хэлхээний гаралт нь оролтын дохионы давтамжтай тэгш өнцөгт импульсийн дараалал байх болно. Орчин үеийн туннелийн диодууд энэ горимд хэдэн арван мегагерц хүртэлх давтамжтайгаар найдвартай ажилладаг.
Өөр нэг төрлийн гох хэлхээ - нэг доргиулагчийг Зураг дээр үзүүлэв. 5 Б. Энэ тохиолдолд E1 хэвийсэн эх үүсвэрийн хүчдэл ба R" 2 эсвэл R" 2 эсэргүүцлийг ачааллын шугам нь диодын гүйдлийн хүчдэлийн шинж чанарыг зөвхөн нэг цэг дээр түүний өсөх салбаруудын аль нэгээр нь огтолж байхаар сонгоно (Зураг 1). 6). Хэрэв ажлын эхний цэг нь 1-р байрлалтай тохирч байвал гадаад эерэг гүйдлийн импульсийн нөлөөн дор хэлхээ нь 3-р цэгийн хэсгээс шинж чанарын өөр өсөх хэсэг рүү "шилжсэн" бөгөөд гадаад дохио гарах хүртэл тэнд байх болно. хасагдсан байна.
Цагаан будаа. 6. Моновибраторын янз бүрийн ажиллагааны горимууд.
Гадны дохиог арилгасны дараа хэлхээ нь тэр дороо анхны төлөвтөө буцаж ирэхгүй, гэхдээ хэсэг хугацааны дараа R" 2, Rg эсэргүүцэл ба диодын параметрүүдээр тодорхойлогдоно. Хэрэв үйл ажиллагааны цэгийг 3-р цэг дээр сонгосон бол (Зураг 1). 1), дараа нь хэлхээг ажиллуулахын тулд сөрөг импульсийн дарааллыг хэрэглэх шаардлагатай.
Тиймээс нэг удаагийн цохилтын гаралтын үед оролтын дохионы хэлбэр, үргэлжлэх хугацаанаас үл хамаарах тохируулагдсан хугацаатай тэгш өнцөгт импульсийн дарааллыг олж авах боломжтой.
Нэг хонгилын диод дээр авч үзсэн гох хэлхээнд (Зураг 5а) 1-р цэгээс 3-р цэг хүртэл эхлэх нөхцөл нь 3-р цэгээс 1-р цэг хүртэлх нөхцлөөс ихээхэн ялгаатай байж болно. Imax ба Imin бүс дэх гүйдлийн хүчдлийн шинж чанар нь тэгш хэмтэй биш тул шилжих чиглэлээс хамааран хэлхээг өдөөхөд шаардагдах гох дохионы далайц өөр байж болно. Оролтын дохио нь ихэвчлэн ижил далайц, үргэлжлэх хугацаатай байдаг тул энэ сул тал нь хэлхээний аль нэг чиглэлд найдваргүй ажиллахад хүргэдэг.
Хоёр хонгилын диод (Зураг 7) дээр суурилсан хэлхээг гадаадын уран зохиолд уламжлалт байдлаар "Ихэр" хэлхээ гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ сул талгүй юм. Энэ хэлхээнд диодуудын аль нэгийг, жишээ нь TD2) диодын TD1-ийн ачааллын эсэргүүцэл гэж үзэж болно. Дараа нь TD1 диодын ачааллын шугамыг барихын тулд U=E цэгээс TD2 диодын урвуу гүйдэл-хүчдэлийн шинж чанарыг барихад хангалттай (Зураг 8). Энэхүү бүтээн байгуулалтын үр дүнд бид гурван цэгт огтлолцсон хоёр шинж чанарыг олж авах бөгөөд 2-р цэг нь тогтворгүй хэвээр байх бөгөөд 1 ба 3-р цэгүүд тогтвортой байх болно. Батерейны дунд цэг нь газардуулгатай тул Зураг дээрх 2-р цэг. 8 нь газартай харьцуулахад тэг потенциалтай тохирно. Тиймээс "Ихэр" схемийг эхлүүлэх нөхцөл нь аль ч чиглэлд яг адилхан байх болно. Энэ тохиолдолд мэдээжийн хэрэг ижил шинж чанартай диодуудыг сонгох шаардлагатай.
Цагаан будаа. 7. "Ихэр"-ийн бүдүүвч зураг
Цагаан будаа. 8. "Ихэр" хэлхээний гүйдлийн хүчдэлийн шинж чанар.
Ихэр хэлхээнээс хасагдсан хүчдэлийг Зураг дээр үзүүлэв. 9. Эндээс гаралтын хүчдэл +U"-ээс -U" болж өөрчлөгдөж байгааг харж болно.
Цагаан будаа. 9. “Ихэр” хэлхээний гаралтын хүчдэлийн долгионы хэлбэр.
Газардуулгын терминал ба гаралтын терминалын хооронд индукц L холбогдсон бол "Ихэр" хэлхээ нь мөн multivibrator байдлаар ажиллах боломжтой (Зураг 10). Энэ тохиолдолд L>8|R| бол 1 ба 3 (зураг 8) цэгүүд тогтворгүй болно -2 С, энд |R| - шинж чанарын уналтын хэсэгт диодын дундаж дифференциал эсэргүүцэл (Зураг 6). Мультивибраторын гаралт дээрх хэлбэлзлийн хэлбэр нь тэгш өнцөгттэй ойролцоо байна (Зураг 9).
Цагаан будаа. 10. Мультвибраторын бүдүүвч зураг.
Өөр өөр параметр бүхий диод ашиглах замаар хэлбэлзлийн бага зэрэг тэгш бус байдлыг бий болгож болно. Импульсийн хавтгай хэсгийн үргэлжлэх хугацааг дараахь томъёогоор ойролцоогоор тооцоолж болно.
Энд r L нь тогтмол гүйдлийн индукцийн эсэргүүцэл, r 1 нь U 0-ээс U 1 хүртэлх шинж чанарын хэсэгт диодын тогтмол гүйдлийн эсэргүүцэл юм. Ихэвчлэн r 1 нь хэд хэдэн ом юм. Цахилгаан тэжээлийн хүчдэл E/2 нь U 0-ээс U 2 хүртэлх зайд сонгогдох ёстой.
Харгалзан үзсэн хэлхээнүүд нь янз бүрийн радио инженерийн төхөөрөмжүүдэд туннелийн диодын олон төрлийн хэрэглээг шавхдаггүй. Туннелийн диод нь маш бага хүчдэлийг (ойролцоогоор 1 мВ) илрүүлэх, өндөр давтамжийг үржүүлэх, хөрвүүлэх гэх мэт маш ирээдүйтэй төхөөрөмж болж хувирсныг тэмдэглэх нь зүйтэй. Сүүлийн үед туннелийн ялгаруулагчтай транзистор гэх мэт төхөөрөмжүүд гарч ирэв. илүү дэвшилтэт импульсийн хэлхээг бий болгох боломжтой болгож байна.
Хагас дамжуулагч дахь хонгилын эффектийн физикийг судлах, энэ эффектийг ашиглан төхөөрөмж бүтээх чиглэлээр хийсэн судалгаа хараахан дуусаагүй байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй. Тиймээс ойрын ирээдүйд энэ чиглэлээр олон шинэ нээлт, шинэ бүтээлүүд гарах ёстой.
Туннелийн диод нь ердийн диод эсвэл zener диодын шинж чанараас ялгаатай тусгай диод юм.
Ердийн диод ба zener диод хоёулаа урагшаа чиглүүлэх үед маш сайн дамжуулагч боловч урвуу чиглэлтэй үед аль аль нь сайн дамжуулдаггүй (эвдрэлийн бүсээс бусад). Гэхдээ хонгилын диодын материал нь ердийн диодоос хамаагүй их хэмжээний нэмэлт бодис агуулдаг бөгөөд түүний P-N уулзвар нь маш нарийн байдаг. Туннелийн диод нь олон тооны нэмэлтүүдтэй, маш нарийн P-N уулзвартай тул гүйдлийг хоёр чиглэлд маш сайн дамжуулдаг.
Тунелийн диодын ажиллах зарчим
Урагш эсвэл урвуу хэвийсэн горимд хонгилын диодыг дамжуулахад шаардагдах боломж нь маш бага бөгөөд ихэвчлэн милливольт мужид байдаг. Тиймээс туннелийн диодыг бага эсэргүүцэлтэй төхөөрөмж гэж нэрлэдэг. Тэд хэлхээн дэх гүйдлийн хөдөлгөөнийг маш сул эсэргүүцдэг.
Туннелийн диодуудын хамгийн өвөрмөц онцлог нь урагшаа чиглүүлсэн үед хүчдэл ба гүйдлийн харьцаа юм. Туннелийн диод нь хүчдэл нэмэгдэхийн хэрээр урагш хазайсан (графикийн А цэгээс В цэг хүртэл) үед гүйдэл мөн тодорхой хэмжээгээр нэмэгддэг. Энэ утгад хүрсний дараа урагш чиглэсэн хүчдэлийн цаашдын өсөлт нь гүйдэл нь хамгийн бага утга хүртэл буурахад хүргэдэг (В цэгээс С цэг хүртэл). График дээрх хамгийн их ба хамгийн бага гүйдлийн хоорондох бүсэд хонгилын диод сөрөг эсэргүүцэлтэй байдаг. Сөрөг эсэргүүцлийн энэ бүсэд туннелийн диодоор урсах гүйдэл нь хүчдэл нэмэгдэх тусам буурдаг. Ердийн хүчдэл-гүйдлийн хамаарлаас яг эсрэгээрээ тохиолддог. Гэсэн хэдий ч С цэгээс дээш хүчдэл нэмэгдэх үед энэ төхөөрөмж нь ердийн хүчдэл-гүйдлийн хамаарлыг харуулдаг.
Хэвийн нөхцөлд хонгилын диодууд сөрөг эсэргүүцлийн бүсэд ажилладаг. Энэ хэсэгт хүчдэл бага зэрэг буурах нь төхөөрөмжийг асааж, бага зэрэг нэмэгдэхэд унтардаг. Ийм өвөрмөц шилжүүлэгчийн хувьд туннелийн диодыг генератор эсвэл өндөр хурдны унтраалга болгон ашиглаж болно: төхөөрөмжийн онцлог шинж чанар, бага эсэргүүцэл нь дотоод эсэргүүцлийг бараг тэр даруй өөрчлөх боломжийг олгодог. Тунелийн диодыг мөн өсгөгч болгон ашиглаж болох бөгөөд хүчдэлийн өсөлт нь хэлхээний гүйдлийн пропорциональ өөрчлөлтийг үүсгэдэг.
Зөвлөлт Холбоот Улс
Социалист
Бүгд найрамдах улсууд
Автомат хамааралтай нотлох баримт¹
12X111.1969 (No1354572/26-9) гэж тунхагласан Ч. Cl. NO 7/08 өргөдлийн хавсралт ¹
Сайд нарын зөвлөлийн дэргэдэх шинэ бүтээл, нээлтийн хороо
UDY 621.373.422(088.8) Agtor invention
С, И.Карлинский
Өргөдөл гаргагч
ТУННЕЛИЙН ДИОД ГЕНЕРАТОР
Шинэ бүтээл нь радио инженерийн салбарт хамаарах бөгөөд радио дамжуулагч төхөөрөмжид өндөр тогтвортой давтамжийн хэлбэлзлийг бий болгоход ашиглаж болно.
Пьезоэлектрик давтамж тогтворжуулах туннелийн диод дээр суурилсан генераторууд мэдэгдэж байгаа бөгөөд тогтворжсон давтамжийн хүрээг өргөжүүлэхийн тулд хоёр салбарыг туннелийн диодтой параллель холбож, үүсгэдэг.
“зэрэгцээ хэлбэлзлийн хэлхээний хувьсах гүйдлийн хүдэр үүсгэх . Ийм төхөөрөмжид үүссэн давтамж нь тогтворгүй, хоёрдмол утгатай байдаг.
Шинэ бүтээлийн зорилго нь давтамж үүсгэх тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлэх явдал юм. Энэ нь пьезоэлектрик резонатор агуулсан салаа хэсэгт резистор ба индуктив хоёр терминалын сүлжээг цуваа холбож, нөгөө салбар нь резистор ба индуктив багтаамжтай параллель хоёр-ийн цуваа холболтоор үүсгэгддэг. терминалын сүлжээ, мөн дурдсан хоёр терминалын сүлжээнүүдийн давтамжийн шинж чанар нь харилцан урвуу байна.
Генераторын бүдүүвч диаграммыг зурагт үзүүлэв.
Генератор нь гурван салаатай зэрэгцээ холболтоор хийгдсэн. Эхний салбар нь хонгилын диод 1, хоёр дахь нь цуврал холбогдсон резистор 2 ба индуктив багтаамжтай зэрэгцээ хоёр туйлт 8, давтамжийн эмх замбараагүй шинж чанарыг агуулдаг. (в) эсэргүүцэл нь дор хаяж нэг тэг ба нэг туйлтай. гурав дахь нь цуврал холбогдсон резистор 4, индуктив хоёр терминалын сүлжээ 5 ба пьезоэлектрик резонатор b, конденсатороор шунтлагдсан 7. Хоёр терминалын эсэргүүцлийн давтамжийн хариу /..(c) нэг тэг ба түүнээс дээш байна. .
Пьезоэлектрик резонаторыг унтраасан үед мохоо диод нь тогтмол эсэргүүцэлтэй ачаалалтай байдаг ба хэлбэлзлийн хэлхээнд байхгүй байна. Пьезоэлектрик резонаторыг үүсгэсэн давтамж дээр асаахад хонгилын диодтой зэрэгцээ холбогдсон салбар бүрт резонансын илрэл нь хөрш зэргэлдээх салбарын төлөв байдлаас бараг хамааралгүйгээр явагддаг. Үүсгэсэн давтамж дээрх LI(u) нь урьдчилсан тохируулгын улмаас параллель резонанстай байдаг ба багтаамжийн салбарт пьезоэлектрик резонаторын үйл ажиллагааны үр дүнд параллель резонанс үүсдэг тул эдгээр салбар дахь гүйдэл бага II, идэвхтэй хүч ялгардаг. эдгээр салбаруудын резисторууд дээр байгаа нь салбаруудын урвалд хадгалагдсанаас хамаагүй бага байна. Үүний үр дүнд бүхэл бүтэн хэлбэлзлийн системийн чанарын хүчин зүйл өндөр байгаа нь колон үүсэхэд хувь нэмэр оруулдаг.
1-) ба пьезоэлектрик резонаторын нэмэлт резонансын давтамжуудад LI(þ) давтамжийн шинж чанар нь туйлгүй байна. At
Эмхэтгэсэн: Л.Галактионов
Редактор Т.Юрчикова Техникийн редактор 3. Тараненко Корруулагч Е.Михеева
Захиалга 629/5 Ed. No 144 Царцаа 448 Захиалга
ЗХУ-ын Сайд нарын Зөвлөлийн дэргэдэх ЦНИИПИ шинэ бүтээл, нээлтийн хороо
Москва, 7К-35, Раушская далан, 4)5
Хэвлэх үйлдвэр, Сапуновагийн өргөн чөлөө, 2 Энэ тохиолдолд салбаруудын урвалын эсрэг шинж чанараас шалтгаалан зэрэгцээ резонанс үүсдэг. Резисторууд нь эдгээр салбаруудын реактивуудтай цувралаар холбогдсон бөгөөд ийм зэрэгцээ резонатор бүхий салбаруудын гүйдэл нь ихээхэн ач холбогдолтой байдаг тул хэлхээний алдагдал нь пьезоэлектрикийн нэмэлт резонансын давтамж дээр генератор өөрөө өдөөгддөг. резонатор үүсэхгүй.
Шинэ бүтээлийн сэдэв
Пьезоэлектрик давтамж тогтворжуулах, туннелийн диодыг хоёр салаагаар маневрлах зориулалттай туннелийн диод дахь генератор, тэдгээрийн нэг нь зэрэгцээ холбогдсон пьезоэлектрик резонатор ба багтаамжийг багтаасан бөгөөд давтамжийн тогтворжилтыг нэмэгдүүлэхийн тулд давтамжийн тогтворжуулагчийг агуулсан салаагаар тодорхойлогддог. пьезоэлектрик резонатор нь цуврал резистор ба индуктив хоёр терминалын сүлжээнд холбогдсон ба нөгөө салбар нь цуврал холболтоор үүсгэгддэг.
Түүхэнд туннелийн диодууд нь транзистор, чийдэнгээс хамаагүй хожуу гарч ирсэн. Жижиг хэмжээс, жин, өндөр найдвартай байдал, хэмнэлттэй байдал нь тэдний хэрэглээний цар хүрээг хурдацтай өргөжүүлэхэд хүргэсэн. Хонгилын диодын одоогийн хүчдэлийн шинж чанар - төрөл Н(Зураг 7). Тиймээс осцилляторын хэлхээ нь энгийн: диодтой зэрэгцээ хувьсах гүйдлийн хэлхээг холбосон (Зураг 8.44 б), тогтмол гүйдлийн горимыг сонгосон бөгөөд ингэснээр үйл ажиллагааны O цэг нь шинж чанарын унасан хэсэгт байрладаг (Зураг 7).
Зураг 7. Туннелийн диод ашиглан одоогийн хүчдэлийн шинж чанар ба генераторын хэлхээ
Эх үүсвэрийн дотоод эсэргүүцлийг харгалзан тогтмол гүйдлийн горимыг хангах ёстой Р би. Үүнийг хийхийн тулд хоёр тэгшитгэлийн системийг шийдэх шаардлагатай.
Системийн график шийдлийг Зураг 8.44 а-д үзүүлэв.
Хоёр тохиолдлыг авч үзье.
Эхний тохиолдолд шинж чанарын эгц налуутай | С(У 0)| > 1/Р би, системийн тэгшитгэлийг хангах гурван боломжит төлөв байдаг - цэгүүд A, O, B. Диодын өөрийн багтаамжийг харгалзан дүн шинжилгээ хийх нь зөвхөн А ба В цэгүүд нь шинж чанарын нэмэгдэж буй хэсгүүдэд байрладаг болохыг харуулж байна. тогтвортой байна. Хэрэв амралтын цэг (O цэг) сөрөг налуутай шинж чанарын хэсэгт байрладаг бол хэлхээний төлөв байдал тогтворгүй байх бөгөөд үйл ажиллагааны цэг нь хэт туйлшралын аль нэгэнд (А цэг эсвэл В цэг рүү) аяндаа шилжинэ.
Хоёр дахь тохиолдолд шинж чанарын эгц налуутай | С(У 0)| < 1/Р би, тэгшитгэлийг хангадаг цорын ганц төлөв байдаг - цэг O. Энэ нь тогтвортой болж хувирдаг тул үйл ажиллагааны цэгийг сөрөг налуу бүхий гүйдлийн хүчдэлийн шинж чанарын аль ч хэсэгт тохируулж болно, тиймээс, фазын нөхцөл өөрөө- өдөөлт нь сэтгэл хангалуун байна. Хэрэв | байвал өөрийгөө өдөөх далайцын нөхцөл хангагдана С(У 0)| > ГӨө, хаана Г E нь диодын холболтын цэгүүд дэх хэлхээний дамжуулалт юм.
Хэлбэлзлийн давтамж нь
ашиглан өөрчлөх боломжтой ХАМТ K. Хэлбэлзлийн далайц нь диодыг хэлбэлзлийн хэлхээнд холбох цэгийг өөрчилснөөр өөрчлөгддөг. Хэрэв ороомог Л 1 ба Л 2 нь нэг соронзон оронтой холбогдоогүй бол хэлхээний шилжих коэффициент нь тэнцүү байна
Хэрэв ороомог Л 1 ба Л 2 нь нийтлэг соронзон оронтой нэг ороомог үүсгэдэг, дараа нь диод нь сэлгэн залгах коэффициенттэй тэнцүү индуктив салбартай холбогддог.
Хаана n 1 ба n 2 - диаграммд заасан ороомгийн хэсгүүдийн эргэлтийн тоо Л 1 ба Л 2 .
Блоклох хүчин чадал ХАМТБ нөхцөлөөс сонгогдоно
Схемийн давуу талууд:
маш өргөн давтамжийн мужид ажиллах чадвар (хэдэн килогерцээс хэдэн арван гигагерц хүртэл);
температурыг өргөн хүрээнд өөрчлөх үед параметрийн өндөр тогтвортой байдал;
өөрийн дуу чимээ багатай;
эрчим хүчний эх үүсвэрээс бага эрчим хүчний хэрэглээ;
үйлчилгээний урт хугацаа;
цацрагт бага мэдрэмжтэй.
Хэлхээний сул тал нь бага гаралтын чадал бөгөөд энэ нь шинж чанарын унасан хэсэгт (сөрөг налуутай) гүйдэл ба хүчдэлийн бага интервалтай холбоотой юм. Жишээлбэл, 10 мА хүртэлх оргил гүйдэл бүхий нэг хонгилын диод дээр суурилсан генератор нь хэдэн милливаттаас хэтрэхгүй хүчийг өгдөг. Илүү их хүч авахын тулд өндөр оргил гүйдэл бүхий диод ашиглах шаардлагатай.
