因为地道二极管的脉冲电路,结构简略,改变速度快,功耗小,因而在高速脉冲技能中得到广泛的运用,可以用地道二极管构成双稳电路,单稳电路,多谐振荡电路,以及用作整形和分频电路等。
一、地道二极管的伏安特性及其参数
地道二极管的伏安特性[见图一(a)]是一条S型特性曲线。曲线中最大电流点P,称为峰点;最小电流点V,称为谷点,地道二极管的主要参数:
(1)峰点电压Up,约几十毫伏,谷点电压Uv,约几百毫伏
(2)峰点电流Ipi,约几毫安,谷点电流Iv约几百微安
(3)峰谷电流比,约为5-6,越大越好
(4)谷点电容Cv,几微法至几十微法,越小越好,国产2BS4A:Up=80毫伏,Ip=4毫安,峰谷电流比≥5,Cv=10~15微法,Uv=280毫伏。
图一、地道二极管的伏安特性
图一(b)是常用的地道二极管脉冲电路,若选取R、E的不同数值,可作三种具有代表性的直流负载线:
负载线Ⅰ图一(a)与伏安特性交于低压正阻区a点,它是安稳点,用于构成单稳电路。
负载线Ⅱ与伏安特性相交于负阻区的b点,它是不安稳点,用于构成多谐振荡电路。
负载线Ⅲ与伏安特性交于C、D、E三点,C、E为安稳点,D为不安稳点,用于构成双稳电路,因而,选取不同的静态作业点负载线,就可取得不同类型的脉冲电路。
二、地道二极管单稳态电路
图2、地道二极管单稳态电路
图2(a)是单稳态是路,若调理电位器R1,使由R1//R2及R2E/(R1+R2)作出的负载线I处于低压正阻区内,其静态作业点Q是安稳点(图2(b),这时若无触发脉冲效果,电路处于安稳状况。但在触发脉冲us效果下,负载线从I移至II,因为地道不能停留在负阻区,及电感不允许电流骤变,所以当电流I增至峰点电流时,就发作如下的恒流跃变:
各点改变的电压组成的输出波形如图2(C)所示,脉冲宽度为:
ts=(L/RΣ)In[(ET-IvRΣ)/(ET-IpRΣ)](适用于作业在特性曲线低压段)
式中:RΣ=RT+R1//R2,RT=Up/Ip
ET=E[R2/(R1+R2)
L≈UFts/2(Ip-Iv)
脉冲前沿:tr≈Cs[(Uv-UA)/Iv]
Cs为地道二极管的结电容和分布电容
三、地道二极管多谐振荡电路
图三、地道二极管谐振荡器
图三(a)为自激多谐振荡电路。静态作业点Q置于负阻区(见图3(b))。当接通电源后,电流I从零开端增至峰点电流,Ipo但因为静态点不稳点,加上电感不允许电流骤变,所以电流增至Ip后,循环往复地进行,然后产生了快速的矩形脉冲[见图3(C)]。其参数如下:
脉冲宽度:T1≈(L/RΣ)In[(UF-ET+IpRΣ1)/(Uv-ET+IvRΣ1)]
脉冲距离:T2≈(L/RΣ2)In[(ET-IvRΣ2)/ET-IpRΣ2)]
式中:RΣ1=R1//R2+(UF-Uv)/(Ip-Iv)
RΣ2=R1//R2+(Up/Ip),ET=E[R2/(R1+R2)]
四、地道二极管双稳态电路
图4(a)为双稳态电路,它有两个安稳的静态点Q1及Q3和一个不安稳点Q2(见图4(b))。当接通电源后,电流增至IQ1就安稳下来。设触发脉冲U2通过Rs及C1效果于地道二极管。若起伏足够大,就能把负载线推至P点外[虚线①,又因为电感存在,从P点恒流跃变至F点,再从F→Q3(当正尖脉冲消失后,负载线回至实线方位)接着,负尖脉冲又把负载线推至左面(虚线②),开端恒流跃变:即从V→M→Q1。跟着正、负尖脉冲的替换效果,产生了周期的矩形波(见图4(C)
图4、地道二极管双稳态电路
五、地道二极管与晶体管的组合运用
国产的地道二极管全都是锗资料做成的,其峰值电压约为0.25伏左右,若这种锗的遂道二极管要与硅晶体管并联运用时,则遂道二极管BG2要串接反向二极管BG1(同了图5(a),反向二极管是一种变种的地道二极管,其峰点电流特别小,正向特性与一般二极管相似,但反向电压效果时,电流急剧添加,温度特性非常安稳。
图5、地道二极管整形电路
从图5(b)可见,反向二极管与地道二极管串接后,其组合特性:在电压较低时由反向二极管决议:在电压较高时,与硅晶体管的正向特性相似,两者之间又存在负阻区,若按图5(b)设置静态点Q1,当A为低平电平常,B为高电平(0.8伏),BG3导通,集电极电压Uc3=3伏。BG4的射极输出端Uo为零伏低电平,当A点为负电平Um时,负载线向左搬运,很快地进入另一安稳点Q3。UQ3低于BG3的载止电压,故BG3载止,输出,输出Uo为高电平,约18伏左右。一旦当A点回到零平常,负载线回到右边,作业点从Q3→P→F→Q1点,输出Uo又敏捷回到零电平,因为地道二极管的改变速度特别快,所以输出脉冲的前后沿很陡。晶体管示波器常用地道二极管]作整形电路。
引荐阅览:一文解析地道二极管组成负阻振荡器电路及作业原理