Характеристики выходного

Особенностью туннельных диодов является очень высокая концентрация носителей заряда, достигающая 6-Ю19 Нем3, благодаря чему полупроводники, образующие электронно-дырочный переход, становятся «вырожденными», с очень высокой проводимостью, а ширина электронно-дырочного перехода получается очень малой, порядка 10 -т- 15 мкм, т. е. на два-три порядка меньше, чем в обычных диодах. Переход в туннельном диоде очень резкий, напряженность электрического поля в переходе достигает 10е в/см и оказывается очень неравномерной, так как расстояния между положительными и отрицательными ионами доноров и акцепторов в области перехода сравнимы по величине с шириной перехода ( 3.18, а). В промежутках между участками перехода с очень большой напряженностью поля барьера оказываются зачерненные участки (см. 3.18, а), в пределах которых поле барьера практически отсутствует. Эти участки и называют туннелями. Наличие туннелей в электронно-дырочном переходе обусловливает образование падающего участка А В с отрицательным дифференциальным сопротивлением в прямой ветви вольт-амперной характеристики туннельного диода ( 3.18, б). Падающий участок с отрицательным сопротивлением позволяет использовать туннельные диоды в схемах усилителей, генераторов, преобразователей частоты и переключателей, работающих на очень высоких частотах. Условное обозначение туннельного диода показано на 3.18, в.

В схемах с туннельными диодами величину обратного тока следует ограничивать, так как при больших обратных токах возможен тепловой пробой электронно-дырочного перехода. При малом прямом напряжении, не превышающем Ult что соответствует участку ОА характеристики туннельного диода, основные носители заряда под действием внешнего поля дрейфуют по направлению к переходу. Внешнее поле проникает и в туннели, поэтому через них начинается дрейф основных носителей зарядов. Крутизна характеристики на участке

На прямой ветви характеристики туннельного диода ( 3.18, б) следует выделить: точку А, соответствующую максимуму туннельного тока /тах при напряжении t/i — началу падающего участка характеристики; точку В, соответствующую минимуму тока через диод (/min = /дрдун — /лав max) — концу падающего участка характеристики при напряжении U2; точку С, соответствующую прекращению лавинного размножения носителей зарядов при напряжении U3.

Туннелирование интерпретируется соотношением неопределенностей (см. § 1.1), в соответствии с которым фиксация микрочастиц в пределах потенциальной ямы делает неопределенным ее импульс. Поэтому появляется отличная от нуля вероятность обнаружения микрочастицы в запрещенной с точки зрения классической механики области, например вне потенциальной ямы. Соответственно появляется определенная вероятность прохождения (туннелирования) частицы сквозь потенциальный барьер. Вероятность прохождения частицы сквозь барьер является главным фактором, определяющим физические характеристики туннельного тока. Для одномерного потенциального барьера такой характеристикой служит коэффициент прозрачности барьера, равный отношению

15-15. Вольт-амперные характеристики туннельного диода.

Пример возможной аппроксимации характеристики туннельного диода и соответствующая эквивалентная схема показаны на 16-6, где положениям 1, 2, 3 и 1-1 переключателя соответствуют определенные участки характеристик.

Свойства туннельного диода определяются формой его вольт-амперной характеристики, для снятия которой может быть использована схема, приведенная на 6.18, а. Механизм туннельного эффекта и особенности вольтамперной характеристики туннельного диода описаны в параграфе 3.6. Напомним лишь, что на участке А Б вольтампериой характеристики ( 6.18, б) туннельный диод может быть эквивалентно заменен некоторым отрицательным сопротивлением определенной величины.

Применение туннельного диода в схемах генераторов объясняется тем, что с помощью отрицательного сопротивления туннельного диода можно компенсировать потери в колебательном контуре и получить в нем незатухающие колебания. Поэтому рабочим участком вольтамперной характеристики туннельного диода является ее падающий участок. Ширина падающего участка характеристики туннельного диода обычно не превышает нескольких десятков милливольт. Поэтому амплитуда генерируемых колебаний в автогенераторе на туннельном диоде оказывается небольшой. Наибольшая величина выходной мощности, которую может развить туннельный диод, выражается соотношением

9.19. Вольт-амперные характеристики туннельного диода (а) и тетрода с динатронным эффектом (б), при которых возможна реализация отрицательного сопротивления.

15-15. Вольт-амперные характеристики туннельного диода.

Пример возможной аппроксимации характеристики туннельного диода и соответствующая эквивалентная схема показаны на 16-6, где положениям 1, 2, 3 и 1-1 переключателя соответствуют определенные участки характеристик.

Для автоматических технологических объектов, работающих в условиях действия постоянно меняющихся возмущений, соизмеримых с величиной выходной переменной технологического объекта, показатели точности определяются как некоторые вероятностные характеристики выходного сигнала y(t) или ошибки слежения e(t) ( 17.7), например используют среднеквадратиче-ские значения и вероятности попадания в заданную область регулирования и др. Под устойчивостью системы управления понимается ее способность стремиться из различных начальных состояний к некоторому равновесному (стационарному) состоянию. Если условия устойчивости в системе управления производственными или технологическими объектами не выполняются, то система является неработоспособной, так как в этом случае не имеется возможностей качественного выполнения операций. Критерием устойчивости называют математически сформулированные правила, позволяющие по виду дифференциальных или других управлений, описывающих функционирование системы, сделать заключение о ее устойчивости.

Радиосигнал изображения может быть получен при негативной ( 5.4) или позитивной амплитудной модуляции несущей изображения, при этом уровни гасящего (ГИ) и синхронизирующих (СИ) импульсов должны быть фиксированы. В СССР принята негативная модуляция, которая имеет следующие преимущества: 1) при одинаковой пиковой мощности, принимаемой за 100 %, средняя мощность сигнала (а следовательно, и выходного каскада ТВ передатчика) изменяется от 15 до 75 %, тогда как при позитивной — от 25 до 100 %; 2) в нелинейную область амплитудной характеристики выходного каскада ТРП попадают практически только СИ, а переходы сигнала от белого до черного передаются без искажений; 3) более

4) характеристики выходного кода (количество разрядов, номинальная цена единицы наименьшего разряда) цифровых средств измерений;

4) характеристики выходного кода (количество разрядов, номинальная цена единицы наименьшего разряда) цифровых средств измерений;

обратной связи, представляющий собой часть выходного напряжения, через делитель R^ — R\\, повторитель тока на Тд поступает на вход усилительного каскада на T\i- Эта обратная связь стабилизирует характеристики выходного каскада; в частности, его коэффициент усиления практически опреде-162

Для уменьшения температурного влияния на крутизну характеристики выходного напряжения тахогенератора его магнитная система при независимом возбуждении делается сильно насыщенной. В этом случае при относительно широком изменении тока в обмотке возбуждения вследствие изменения ее сопротивления под влиянием температуры магнитное поле генератора изменяется незначительно.

Второй из коэффициентов называется крутизной характеристики выходного тока УНЭ по управляющему фактору и обозначается 5. Он показывает, как меняется ток в выходной цепи управляемого нелинейного элемента при изменении управляющего фактора ia единицу, считая, что «ВЫх при этом остается неизменным:

крутизной характеристики выходного напряжения по входному току

В большинстве случаев электронные лампы работают без сеточного тока (при отрицательных напряжениях на сетке), поэтому ниже при рассмотрении с кем с элгктронными лампами (кроме специально оговоренных случаев) будем считать, что для них RisjL-^oo, So6p->-0. Это означает, что в (3.50) Yi = 0 и \2=1, а в (3.47) ывх~ =?вх~ . Как уже указывалось, в схеме 6.5, а можно получить усиление напряжения, тска и мощности, причем условия максимальных коэффициента усиления по напряжению, крутизны характеристики выходного тока или выходной мощности для данного триода определяются соответствующим выбором резисто-• ра анодной нагрузки Р.а. Величина резистора Ra влияет также на режим лампы по постоянному току м частотные характеристики каскада.

Входящие в формулу (15.1) параметры 8ф и #г-ф являются соответственно интегральной чувствительностью и внутренним сопротивлением данного фотоэлемента (в § 3.4 эти параметры для обобщенного случая назывались крутизной характеристики выходного

Слева на схеме в кружках записаны две возможные характеристики входного процесса — автокорреляционная функция 4я! (т) и энергетический спектр Si (со). Каждая из стрелок между ними указывает на возможность перехода от одной из характеристик к другой путем математического преобразования, а волнистая черточка на стрелке поясняет, что преобразование является интегральным. В средней части графа в кружках, расположенных друг под другом, дан перечень возможных характеристик системы. Стрелки между символами этой группы также говорят о возможностях преобразования одних характеристик в другие, а волнистые черточки подчеркивают, что необходимые для этого математические операции связаны с интегрированием (более простые операции — умножение, отыскание модуля и т. п. не показаны). Справа на схеме указаны возможные характеристики выходного случайного процесса.