Помимо туннельного диода, интересно провести ряд экспериментов с его функциональным аналогом, известным уже несколько десятилетий. Он подобен эмулятору на медленном железе: и квантовых эффектов настоящих нет, и быстродействие не то. Но ВАХ аналогична, как и поведение устройства в схеме.
Из КДПВ можно сделать вывод, что аналог представляет собой двухполюсник, внутри которого находится некая несложная схема. Вот она:
Автор пробовал применять транзисторы 2N3904 и 2N2222, но оказалось, что 2N4401 работают лучше. Свойства аналога можно варьировать, подбирая резистор R6. Схема импровизированного характериографа — всё та же:
И всё так же она измеряет по одному каналу суммарное напряжение на «диоде» и резисторе, а по другому — только на резисторе. Падение напряжения только на «диоде» можно определить вычитанием. А зная напряжение на резисторе, можно рассчитать ток.
Характериограф работает одинаково независимо от формы вырабатываемых генератором колебаний. Частоту автор выставил порядка 100 Гц. Аналог значительно «крепче» настоящего туннельного диода: можно не бояться вывести его из строя статикой, слегка превышенным напряжением с генератора, слишком долгой пайкой. Характеристика получилась следующей:
Отрицательное сопротивление на том практически линейном участке ВАХ, где оно есть (от 1,55 до 3,0 В), приблизительно равно -64 Ом. Ток при увеличении напряжения в этих пределах падает от 27,2 до 4,4 мА. При дальнейшем увеличении напряжения ток слегка возрастает.
Генератор на аналоге туннельного диода получается, если просто включить последовательно с ним колебательный контур и подать питание:
Расчётная частота получилась равной 5,033 кГц, реальная — 5,11 кГц. Генератор работает в диапазоне напряжений питания от 1,6 до 3,6 В, наилучшая форма колебаний получается при 3,6 В. Но при напряжении выше 2,6 В генератор не самозапускается, то есть, надо сначала запустить его при меньшем напряжении, которое затем плавно увеличить до оптимального. Амплитуда колебаний превышает напряжение питания: при 3,5 В она равна 4,3 В.
Конденсатор параллельно питанию при такой низкой частоте необязателен.
Усилитель напряжения на аналоге туннельного диода совсем необычен: он питается усиливаемым сигналом, и амплитуда на выходе получается чуть больше, чем на входе. Чтобы получить такой усилитель, достаточно добавить к устройству два резистора: 51-омный уменьшает выходное сопротивление генератора до 25 Ом, 30-омный — нагрузочный:
Подаём прямоугольные импульсы, подстраиваем амплитуду, и внезапно видим:
Амплитуда на входе — 1,26 В, на выходе — 1,84 В.
Конечно, чуда не произошло, автор добавил к входному сигналу и отрегулировал некий «offset». Очевидно, в имеющемся у него генераторе есть функция смещения сигнала вверх добавлением к нему постоянной составляющей. За счёт этого выходная амплитуда и получилась больше входной, хотя в схеме отсутствуют любые ёмкости и индуктивности, кроме паразитных. Но усиление по переменной составляющей налицо.
Комментарии (14)
Neuromantix
18.05.2019 10:10+1Лямбда-диод и туннельный диод — разные вещи. Схемы на туннельниках все были крайне просты, но увы — туннельники как и многие другие токовые приборы вымерли. К сожалению.
tormozedison Автор
18.05.2019 10:16Не всё потеряно, в производстве остались стабилитроны, неонки и динисторы.
vitalijlysanov
18.05.2019 12:13А интересно, однопереходные транзисторы остались?
Входное сопротивление как у полевых транзисторов.
Фронты конечно плавнее.
Тоже был аналог на двух транзисторах. А аналоги по фронтам как работают? И там и там транзисторыVT100
18.05.2019 17:46+1Входное сопротивление как у полевых транзисторов.
Пруф?vitalijlysanov
18.05.2019 19:01+1Я из старого времени, поэтому с переводом.
Сленговое выражение «пруфы» довольно давно используется в интернете, особенно «вконтакте» и в обычном общении среди молодежи.… Давайте разберем подробнее, что такое пруфы и что это значит. Оно происходит от английского «proof» и переводится как «доказательства». Теперь это слово — неотъемлемая часть сетевого жаргона.
По памяти цифра 1 мегома. Исходное это закрытый переход транзистора, потом по достижении порога, на выходе импульс. Внизу стоял конденсатор.
С фоторезистором спокойно работал транзистор.
Обычно управлял фазой открытия тиристора.
Была схема, вместо фоторезистора стоял закрытый транзистор, открывался с операционника через детектор, на вход операционника репродуктор.
Разговариваешь в комнате, а елка моргает. Питание на операционник с тирристора, еще и логарифм яркости получился.
Питание с тиристора тоже через немного лампочекVT100
18.05.2019 22:41+1Я из старого времени, поэтому с переводом.
Считаю аналогично, но это не так важно.
По памяти цифра 1 мегома. Исходное это закрытый переход транзистора, потом по достижении порога, на выходе импульс.
В самой фразе — противоречие. Для открытия перехода должен пойти ток, значит — никаких мегом.
Картинка.vitalijlysanov
18.05.2019 23:24+1После достижения порога срабатывания от входа мало что зависит, будет одиночный импульс.
И емкость тоже участвует в этом процессе.
Сколько конкретно нужно для запуска процесса? А кто его знает.
Давно было, если 300 ком и 1000 пф — должны быть импульсы.
Раньше таких номиналов хватало.
Главное что заряд происходит при закрытом переходе.
Тоже интересно, а без конденсатора, будет импульс?
Эти транзисторы вроде не очень популярны. Помню только КТ117А.
Для тиристоров хватает, и зачем улучшать параметры?
Прочитал
cxem.net/sprav/sprav105.php
Конденсатор рекомендуют побольше, чтобы получить подлиннее импульс на выходе.
Есть и ток включения для начала запуска процесса, это снова конденсатор побольше ставить и номинал резистора выбрать, чтобы поднять напряжение до порога включения.
Lev42
18.05.2019 10:53+1Но при напряжении ниже 2,6 В генератор не самозапускается, то есть, надо сначала запустить его при меньшем напряжении, которое затем плавно увеличить до оптимального
может уменьшить? или запускать при большем напряжении?
DenisHW
18.05.2019 13:14Он подобен эмулятору на медленном железе: и квантовых эффектов настоящих нет, и быстродействие не то.
В транзисторах тоже много настоящих квантовых эффектов :)
glestwid
19.05.2019 19:20+1Интересно, а почему не пошло дальнейшее развитие схемотехники на ТД? Все транзисторы и транзисторы, где для генератора нужно куда как больше обвязки…
yulai-b
Помню, как меня восхитила своим минимализмом схема простейшего радиопередатчика на туннельном диоде (в журнале его называли лямбда-диодом): катушка, конденсаторный микрофон, диод, и все.
tormozedison Автор
Лямбда-диод имеет другую характеристику, а функциональный аналог его проще. Вообще без резисторов.