Използването на лавина транзистори

Avalanche транзистори са класифицирани negatrons - полупроводникови устройства на входното и изходното напрежение характеристики, които имат отрицателно раздел съпротива. Появата на тези парцели на характеристиките на лавина транзистори е причинено от факта, че настоящата им коефициент предаване # 945;> 1 chtov своя страна обяснява лавина размножаването на носители в кръстовището на колектора когато е подложена на относително високо обратно напрежение.

Включване вериги лавина транзистори и съответните характеристики ток-напрежение са показани на Фиг. 1. В първия случай (фиг. 1, а) характеристиките, напомнящ на латинската буква S и следователно се наричат ​​S-образна, втората (фиг. 1b) -latinskuyu писмо N, и така те се наричат ​​N-образна форма. Напрежението U '# 946;. при което лавина разбивка възниква близо до стойността на разпределението на напрежението на кръстовището на колектора (отворен емитер верига). Въпреки това, ако базовата хижата за пристрастия напрежение, напрежението U '# 946; значително намалена. С други думи, S-образни характеристики на лавина транзистори могат да бъдат контролирани.

Трябва да се има предвид, че напрежението U '# 946; лавина транзистори има голяма дисперсия. Това го прави по-трудно да се гради върху тях, както и някои устройства изискват въвеждането на плет.

N-образна входни характеристики също са управляеми. Максималният ток, съответстващ на характеристиките на пиковете се увеличава, както е видно от фигурата, увеличаване на напрежението на колектора и намаляване на резистор в веригата на колектора.

Такова необичайно оглед на характеристиките на ток-напрежение предполага, че схемата на транзистори лавина устройство е коренно различна от схемата на устройството на конвенционалните транзистори.

Схематична диаграма на едно от основните средства за лавина транзистор - релаксация осцилатор - е показано на фиг. 2а, формата на импулса на емитер и колектора на транзистора - на фиг. 2б. Заради стреса графики показват, че по-голямата част от лавина транзистор трептене период е изключен. В тези времена на кондензатор С1 се зарежда от захранването чрез резистори R2, R3 и R5.

Когато напрежението върху него достига стойност U '# 946; (Лавина превключване напрежение транзистор), транзистор Т1 паузи, кондензатор бързо се освобождава през него, и резистори R4, R5, и след това процесът се повтаря. Резисторите R4 и R5 ограничават разряден ток, който може да достигне няколко ампера и недостатъчност изход транзистор. От първия от тези резистори се отстранява импулси на отрицателна полярност от, а вторият - положителен.

Когато тези елементи на данни в Схема амплитуда на импулса на резистори R4 и R5 достига 8 V (за GT338B и GT338V -13 и 5, съответно), по време на техния растеж - не по-малко от 1, продължителност - от няколко десетки наносекунди, честотата на повторение - до няколко мегахерца. Гладката промяна на честотата на повторение на импулса е променлив резистор R2. Освен последователно с резистор R3 ограничава максималната стойност на средната ток през транзистора.

Поради разликата в параметрите на лавина транзистори честота осцилатор, събрани от разглеждания веригата варира в широки граници чрез промяна на транзистори и, в допълнение, в зависимост от захранващото напрежение. Поради това, в някои случаи е по-удобно да се използва генератори, работещи в режим на готовност, и се управлява от външни импулсни генератори.

Диаграмата на такова едно възможно примерно изпълнение на генератора, показан на фиг. 3, както и. Standby напрежение е предвиден за намаляване на колектора лавина на транзистора на стойност U0 при U '# 946;. чрез променлив резистор R3. За достъп до база на спусъка пулса на отрицателна полярност транзистор Т1 включва и кондензатор С2 за сметка на напрежението U 0 се изпуска през него, и резистор R4. По време на последното пулса на положителна полярност се формира.

Недостатък на генератора е, че все още е чувствителна към промяната на транзистора, в такива случаи е необходимо да се регулира напрежението на колектора чрез резистор R3, е свободен от този недостатък генератор схема е показана на Фигура 3 Ь. Тук режим на готовност се постига чрез прилагане към базата на транзистора първоначалното затваряне отклонение полярност от отделен източник. база ток I В приблизително равна на E б / R 1 е избран по-голям ток колектор разбивка възел лавина, което е (Ek U '# 946) R2 (тук: Eb - източник на отклонение на напрежението; Yong - колектор верига напрежение; R1 и R2 - резистори в базовите и колектор вериги).

В този генератор, кондензатор С2 се зарежда през резистори R2 и R3 за напрежение U '# 946. и при прилагане на спусъка импулс се изпуска през транзистора и резистор R3. В този случай резистор R3 е оформен на кратко импулсен изход на положителна полярност.

Изходна импулсни генератори параметри чакат са същите като осцилатор описано по-горе. Амплитудата на спусъка импулс - не по-малко от 2.1 V, продължителност - от няколко десетки наносекунди. Времето за забавяне на изходния импулс по отношение на входа е по-малко от 1 NS. Чакащи генератори могат да бъдат използвани като регенеративни импулсни усилватели с печалба от 50-200.

Форма импулси, генерирани от просто устройство за лавина транзистор, различни от правоъгълни. За да го близо до правоъгълна да замени кондензатор съхранение натрупване С2 линия (Фиг. 4) с същинските или разпределени параметри. В последния случай, дължина на коаксиалния кабел или лентовата система. Продължителността на правоъгълни импулси зависи от дължината на сегмента, и амплитудата на трептене на точното съответствие с натоварване линия R п е приблизително половината на споменатия генератор (фиг. 2).

В могат да бъдат лесно конструирани от лавини транзистори на кратък импулс серия генератори, честотата на повторение на която е пропорционална на продължителността или амплитудата на импулсите на прием. Схемата на простата на такива устройства е показано на фиг. 5, както и. Когато се прилага на правоъгълен импулс амплитуда входно устройство 70 до 100 V, той генерира поредица от къси импулси с честота на повторение на 50-70 MHz. Чрез избиране на транзистора и намаляване на капацитет на кондензатор съхранение С за 1 до 3 PF 2- честота на повторение може да бъде увеличена до 200 MHz.

За да стартирате устройството комплектован по схемата на фиг. 5Ь, изисква значително по-ниска амплитуда на импулса (около 12 V). За разлика от преди обсъдени устройства на базата на Т1 транзистор е зарежда изместване на величина, която е наситена, така че в първоначалното състояние, кондензатор С1 се изхвърля. На допускане до входа на импулса (в този случай той трябва да има положителен поляритет) е затворен и на транзистора отива в лавина режим. Устройството започва да генерира кратки импулси, чийто брой е пропорционален на продължителността на спусъка импулс. Когато захранващото напрежение 150 V изход повторение на импулса честота от около 10 MHz 300 на - 20 MHz.

Генераторът е показано схематично на фиг. 5, в, генерира серия от кратки импулси, чийто брой е почти пропорционална на амплитудата на входния сигнал. Един вход импулс на положителна полярност се доставя чрез диод D1 и такси кондензатор С1 до напрежение, равно на амплитудата на импулса. В резултат на транзистора разгражда, кондензатор С2 се изпуска през него, и резистор R3, и след това отново се зарежда т. D. На всеки импулсен кондензатор С2 освобождава кондензатор С1, следователно, след известно време устройството си възвърне първоначалната си състояние.

Броят на изходни импулси варира между 0-20 на промени вход амплитуда на импулса от 0 до 10 и в рамките на 17-22 при амплитуда от 10 V и променя продължителността от 0.5 до 5 микросекунди.

От голям интерес е използването на лавина транзистори • амплитудни дискриминатори - устройства, които генерират импулси само когато амплитудата на входните импулси превишава определено ниво - на прага на дискриминация. Като прост дискриминатор да използвате режим генератор верига е показана на Фиг. 3, както и. праг дискриминация на това устройство може да се регулира до 5-10 200-300 тУ променлив резистор R3. Въпреки това, за контрол на характеристиката на дискриминатора е нелинейна.

Схема подобрено устройство, показано на фиг. 6. Тук праг вариация настроите напрежение U0 чрез променлив резистор R5, пълна с електронен осцилоскоп този дискриминатор може да се използва като обикновен връх волтметър наносекунда импулси. Амплитудата на входните импулси се измерва с волтметър PS1 по време на генериране на недостатъчност на гладка промяна на напрежение U0. амплитудата на импулса е почти равно на това напрежение. разбивка поколение на въртящия момент, определен с осцилоскоп. Чрез използването на термистора праг R7 дискриминация варира с не повече от 2 тУ когато температурните колебания в границите от 10 до + 55 ° С

Висока скорост на лавина транзистори им позволява да се изгради върху устройствата логически високоскоростните. Например, на фиг. 7 са схематични диаграми на логически елементи или, и и блокиране. Първият от тези устройства (. Виж фигура 7, както и) генерира импулси при прилагането на изпичане импулси на всяка от нейните входове, втората (Фигура 7В). - само докато импулс пристига в входовете 1 и 2. В последния случай се добавят амплитудите на пулса, достигане на ниво, достатъчно, за да стартирате генератора. праговото ниво определя чрез спад на напрежението в диод D1 на. Входящи импулси трябва да има амплитуда от около 1 В. Накрая, устройството за блокиране (фиг. 7с) генерира импулси на сигнал прилага на входа 1 и отсъствието на вход 2 (Ban). В получаването на пулса на входа праг на превключване на 2 лавинни транзисторни се увеличава, така че импулсите, прилагани към входа 1, не може да започне на генератора.

Времето за решаване на логически елементи на лавина транзистори могат да бъдат намалени до много малка стойност - от порядъка на 1-2 НЧ. импулси Изходните имат същите параметри, както и тази на осцилаторите на релаксация, описани по-горе.

Фиг. 8 показва осцилаторна верига генериране на трионообразна трептенията амплитуда 30-50 V и честота на повторение на 5-10 MHz. Важно предимство на този генератор е също малка нелинейност форма поради прилагане tokostabiliznruyuschego транзистор Т1, което осигурява постоянен ток зареждане на кондензатор С1. Чрез промяна на съпротивлението на резистора R3, за зареждане текущата стойност, а оттам и на трионообразна скоростта на повторение на импулса може да се променя от 10-20 пъти. Flyback време е много малък - 0.1-1% от пряк течение на времето. Generator лесно синхронизиран часовник напрежение верига за доставки към базата на Т2 лавина транзистор.

Устройства, които схема, показана на фиг. 9, се генерира напрежение стъпка форма. Първият от тях (фиг. 9а) работи в режим на осцилаторна.

Кондензатор С1 периодично се зарежда през резистор R3, и когато напрежението на нея равна на U '# 946; lavinvy освобождава чрез транзистор Т1 до натрупване кондензатор С2. Във всяка такава освобождаване кондензатор С1 кондензатор С2 изпраща отмерена заряд и последната оформен стъпаловидно напрежение. Когато стойността му достига напрежение U '# 946; Транзистор Т2, кондензатор С2 се изпуска през него, и процесът се повтаря. Големината на стъпалата може да се регулира чрез промяна на съотношението на С1 и С2 кондензатори.

Второто устройство (фиг. 9Ь) генерира напрежение пристъпи форма при прилагане само на входа на спусъка пулса на положителна полярност, която затваря открито в първоначалното състояние на транзистор Т1. В този случай, кондензатор С1 бързо се зарежда през резистори R4 и R5 до енергизация на транзистор Т2, се изпуска през него към кондензатор С2, и т се зарежда отново. Е. резултат в последната генерира напрежение стъпка форма. Чрез вариране на капацитет на кондензатори С1 и С2, може да варира в размер на стълби от 0,05 до 5,10 V.

Определен интерес синусоида генератори на лавина транзистори. Шофиране един от тях е показано на фиг. 10. Поради наличието на входното напрежение характеристика на транзистор регион лавина на отрицателно съпротивление (вж. N-образна характеристики на фиг. 1, б) самостоятелно възбуден генератор без специални вериги положителна обратна връзка. Честотата на генерираните трептения се определя параметрите L1C2 верига (ако посочени данните в диаграмата е 20 MHz), величината (двойна амплитуда) на изходното напрежение - около 15 V. Важно предимство на генератора е добро и съединителни вериги база колектор.

Транзистори FT338 серия, които се използват във всички устройства, описани в тази статия са чувствителни към претоварване токове. Много опасно, дори краткосрочните ток на късо съединение ограничаване на резистори, особено когато голяма кондензатор свързан към колектора на транзистора: в такива случаи, транзистор лавина може почти мигновено се провалят. Трябва да се внимава и да се гарантира, че средната мощност, разсейвана в транзистор, не надвишава максималния допустим (при + 25 ° С до 100 MW).