Наличие - отрицательное сопротивление
Cтраница 2
 |
Зависимость скорости движения носителей в арсениде галлия от напряженности поля в образце. [16] |
Вид такой вольтампернои характеристики будет очень похож на вид вольтампернои характеристики туннельного диода. Падающий участок вольтампернои характеристики свидетельствует о наличии отрицательного сопротивления на зажимах ( контактах) образца. Известно, что отрицательное сопротивление может обеспечить генерацию в некотором контуре. [17]
 |
Вольтамперная характеристика туннельного диода ( пунктиром показана для сравнения характеристика обычного диода. [18] |
В интервале напряжений от t / i до U2 вольтамперная характеристика имеет падающий участок. С ростом напряжения ток уменьшается, что указывает на наличие отрицательного сопротивления. Это сопротивление определяется как отношение приращения напряжения к приращению тока. [19]
В этой главе был рассмотрен поистине замечательный прибор - туннельный диод. Благодаря квантово-механическому туннельному переходу возникает основное свойство туннельного диода - наличие отрицательного сопротивления при низком уровне рассеяния мощности. Туннельные характеристики получаются при сильном легировании р - и n - областей полупроводника, так что уровень Ферми попадает внутрь основных энергетических зон. [20]
 |
Возникновение отрицательного сопротивления у точечного диода в обратном направлении.| Схема точеч-с отрицательным сопротивлением, работающего в обратном направлении. [21] |
Индуктивность Ln ограничивает частотный диапазон, где имеет значение отрицательное сопротивление. Кроме того, у некоторых точечных диодов теплоемкость настолько мала, что функционирова-нле диода, основанное на наличии отрицательного сопротивления, возможно до нескольких мегагерц. Несмотря на сравнительно хорошие результаты, эти схемы - в настоящее время не применяются, так как созданы более совершенные конструкции полупроводниковых диодов. [22]
Возвращаясь теперь к граничному условию ( 31), видим, что характер нелинейностей сходен с тем, который был рассмотрен в предыдущем примере. Разница, однако, состоит в том, что роль колеблющегося давления в воздушной камере здесь играет колеблющееся давление в стоячей волне. При наличии отрицательного сопротивления ( -: -) 0 автоколебания могут поддерживаться. [23]
Туннельный переход в том случае был нежелателен, так как он ограничивал полезный интервал напряжений, в котором способно работать устройство. В этой главе будут рассмотрены туннельные диоды, в которых туннельный эффект используют как желаемое явление. Наиболее полезные черты этих диодов определяются квантово-механическим туннельным переходом. Эти черты включают в себя возможность работы на весьма высоких частотах ( и соответственно быстродействие при переключении), наличие отрицательного сопротивления при малых потерях на рассеяние мощности и относительную независимость характеристик от температуры. Мы увидим, что туннельный диод является не только простым и эффективным генератором или быстродействующим переключателем, но также и неоценимым инструментом для исследования полупроводников. Многие физические явления, которые рассматривались, по существу, лишь теоретически, позже были исследованы экспериментально с помощью туннельных диодов, как например, взаимодействие фононов в кристаллах. Ряд фундаментальных свойств полупроводников был изучен с помощью сравнительно простых экспериментов, в которых использовались туннельные диоды. [24]
Величина напряженности поля Е пропорциональна напряжению, а ток - дрейфовой скорости, поэтому естественно предположить, что кривая на рис. 9.5 одновременно изображает вольт-амперную характеристику всего образца. Однако это справедливо только в том случае, если на рис. 9.4 переход из нижней долины в верхнюю ( снижение скорости электронов) происходит во всем объеме и напряженность поля Е одинакова во всех точках образца. Тогда статическая характеристика прибора, определенная по току во внешней цепи и напряжению на приборе, имела бы падающий участок с дифференциальным отрицательным сопротивлением. В действительности наблюдать в статическом режиме падающий участок не удается. Объясняют это тем, что наличие отрицательного сопротивления характерно лишь для некоторой области образца ( область объемной неустойчивости), в результате чего и напряженность поля в этой области отличается от напряженности в остальной части образца. [25]
Наиболее часто встречающийся параметрический усилитель использует варакторный диод, на переход которого подается напряжение обратного смещения. Эти диоды можно приближенно сравнить с конденсатором с параллельными пластинами, расстояние между которыми является функцией приложенного напряжения. Варакторный диод может использоваться в ряде различных схем с целью получения параметрического усиления. Простейшей схемой является усилитель с одним входом и циркулятором для разделения входа и выхода. Входное сопротивление этого усилителя отрицательное и, следовательно, основной проблемой является проблема поддержания стабильного усиления. Дополнительная проблема, которая возникает из-за наличия отрицательного сопротивления - узкая полоса пропускания ( несколько процентов), которая может быть при этом достигнута. Варакторные диоды могут использоваться в распределенных схемах, которые запускают в свою очередь ряд других варакторов, имеющих малые уровни усиления. Эти схемы допускают более широкую полосу и более стабильную работу. В простейшем случае параметрического усиления частота накачки в два раза превышает частоту сигнала. Такая форма усиления является вырожденной, и усиление сильно зависит от соотношения фаз между сигналом и накачкой. Для того чтобы избежать этого, частоту накачки выбирают большей, чем двойную частоту сигнала, вследствие чего формируется разностная частота, известная под названием паразитной частоты, энергия которой рассеивается в паразитной нагрузке. Более низкие шумовые температуры могут быть достигнуты в некоторых параметрических усилителях в том случае, если паразитную нагрузку охлаждают до температуры жидкого воздуха. Успешно использовались для достижения параметрического усиления приборы с электронным лучом. Наиболее известным устройством такого типа является лампа Адлера [5], в которой имеется механизм, необходимый для нелинейного взаимодействия источников с частотой сигнала и частотой накачки с нитеобразным пучком электронов. На рис. 14.60 показана функциональная схема лампы Адлера. Устройство состоит из прибора, формирующего электронный луч, входного согласова-теля, выходного согласователя ( для формирования и выведения быстрой циклотронной волны), электрического согласователя, образующего четырехполюсник между входным и выходным согласователями для параметрической передачи энергии источника накачки циклотронной волне, а также из коллектора. [27]
Страницы: 1 2