Отрицательная проводимость

Выражение в скобках представляет постоянную составляющую анодного напряжения. Так как в рассматриваемом случае активной анодной нагрузки га.. в фазе с мс^, то переменные составляющие' «ч.., и иа.. оказываются в про-пшвофазе; положительной полуволне мс_ соответствует отрицательная полуволна ма^.

будет формироваться отрицательная полуволна ивык (как и в каскаде ОЭ), т. е. усилительный каскад ОИ инвертирует входной сигнал. На 3.18 приве-Рис 3 ]8 дена малосигнальная экви-

Для того чтобы убедиться в том, что общая обратная связь является отрицательной, полезно изобразить полярности полуволн напряжений во всех существенных точках принципиальной схемы. Так, например, на входе усилителя присутствует положительная полуволна UBli (см. 3.27). При этом на коллекторе транзистора VTV будет отрицательная полуволна, а на его эмиттере — положительная; на коллекторе транзистора VT2 и, следовательно, на эмиттере транзистора VT3 в этом случае будет присутствовать положительная полуволна сигнала. Эта положительная полуволна ?/вых поступает на эмиттер транзистора УТг, в то время как на его базе присутствует положительная полуволна [7ВХ, следовательно, на эмиттерном переходе транзистора F7\ будет создаваться разностное управляющее напряжение. Таким образом, во входной цепи усилителя происходит вычитание напряжений, что указывает на получение общей последовательной ООС..

При подаче отрицательной полуволны входного сигнала на секции вторичной обмотки Трг, подключенной к базе F7\, будет действовать положительная, а на секции вторичной обмотки, подключенной к базе VT2,— отрицательная полуволна. В результате VTZ останется закрытым, a VTt откроется и через него в первую секцию первичной обмотки Тр2 станет протекать ток /Kl. При этом на /?„ выделяется положительная полуволна сигнала увеличенной мощ-•ности.

кроется. Следовательно, уже будет протекать ток /к2 по цепи: источник питания— вторая секция первичной обмотки трансформатора Tp2 — коллектор-эмиттер VT2 — общая шина. За счет этого во вторичную обмотку Тр2 будет трансформироваться отрицательная, полуволна выходного сигнала.

При отрицательном входном напряжении (например, отрицательная полуволна синусоидального напряжения) диод закрыт, его сопротивление /?д = /?обр ~^> R и выходное напряжение в соответствии с равенством (6.11 а)

а напряжение входного сигнала практически полностью падает на диоде (отрицательная полуволна синусоидального напряжения на выходе отсутствует).

Как видно из 7.5, а, где представлены кривые тока и опережающего его на 90 ° напряжения на индуктивности, нарастанию тока и, следовательно, связанного с ним магнитного потока соответствует положительная полуволна напряжения, а спаду тока и потока — отрицательная полуволна напряжения, что и должно быть согласно правилу Ленца.

ния напряжения, значительно превышающий единицу. Один из вариантов схемы фазоинвертора на дифференциальном каскаде представлен на 11.13. В этой схеме входное напряжение подается на базу левого транзистора (VT1), а база транзистора VT2 заземлена по переменному току конденсатором С большой емкости. В эмит-терную цепь обоих транзисторов включен резистор R3, с помощью которого создаются отрицательная обратная связь по току транзистора VT1 и падение напряжения 11Э, являющееся входным напряжением для транзистора VT2. При появлении на входе фазоинвертора положительной полуволны переменного напряжения появляются положительная полуволна напряжения на эмиттере и отрицательная полуволна напряжения на коллекторе транзистора VT1. Так как потенциал базы транзистора VT2 по переменному току равен нулю, возрастание напряжения на его эмиттере вызывает уменьшение тока VT2, что приводит к появлению положительной полуволны напряжения на коллекторе транзистора VT2. Следовательно, в такой схеме транзисторы VT1 и VT2 работают в противофазе, а. напряжения ^вых! и ?/вых2 оказываются сдвинутыми на 180°.

Выражение в скобках представляет постоянную составляющую анодного напряжения. Так как в рассматриваемом случае активной анодной нагрузки /а_ в фазе с «с_, то переменные составляющие ые_ и иа_ оказываются в пративо-фазе: положительной полуволне нс„ соответствует отрицательная полуволна ыа_ .

имеют низкое сопротивление, а переход п-р' —• высокое. Если между анодом и катодом действует отрицательная полуволна напряжения главной цепи, то действие запирающего слоя п-р' перехода таково, что ток через тиристор не проходит. Если при этом на управляющий электрод подается кратковременный импульс напряжения, то ток по-прежнему проходить не будет, так как действие запирающего слоя п-р' перехода сохраняется.

Таким образом, глубина модуляции емкости тс = ДС/С0 = = 0,04, а отрицательная проводимость G)K, учитывающая влияние накачки [1, § 9.5],

При модуляции емкости в контур вносится отрицательная проводимость

10.13. Схема замещения усилителя представлена на 10.9. Эквивалентная отрицательная проводимость, учитывающая влияние накачки, определяется выражением [1, § 10.7]

принципе обладают широкими функциональными возможностями. В туннельных диодах вследствие малой инерционности туннельного эффекта отрицательная проводимость практически не зависит от частоты вплоть до миллиметрового диапазона. Наличие широкополосной отрицательной проводимости и резкая нелинейность ВАХ туннельных диодов позволяют использовать их в усилителях, генераторах, смесителях с усилением в диапазоне волн вплоть до миллиметровых. На туннельных диодах строятся схемы триггеров, мультивибраторов, переключателей с очень малыми временами переключения. Поскольку туннельные диоды изготовляют на основе сильнолегированных полупроводниковых материалов, их параметры, в первую очередь удельное сопротивление, слабо зависят от температуры (см. 2.5). Поэтому туннельные диоды могут работать в широком диапазоне температур — от нескольких сотен градусов Цельсия до близких к абсолютному нулю.

Так как a = G/2C>0, то колебание (13.3) будет иметь затухающий характер ( 13.1,6), что объясняется потерями в контуре из-за наличия активной проводимости G. Чтобы превратить такой контур в генератор незатухающих колебаний, нужно возмещать в нем потери, т. е. пополнять контур энергией. Причем если энергии в контур вводится ровно столько, сколько необходимо для компенсации потерь, то это эквивалентно внесению в контур отрицательной проводимости GBH, равной по величине проводимости G, так что результирующая проводимость контура G + GBH обращается в нуль. При этом сх = 0, и в контуре возникают незатухающие колебания. В случае же, когда энергии в контур вводится больше, чем это необходимо для компенсации потерь (т. е. отрицательная проводимость GBH>G и, следовательно, GBH + G<0), в контуре возникают нарастающие по амплитуде колебания, так как коэффициент затухания становится отрицатель-

В стационарном режиме энергия, отдаваемая в контур транзистором, вся расходуется на эквивалентной активной проводимости контура, т. е. вносимая в контур отрицательная проводимость GBH оказывается равной проводимости контура G и полностью компенсирует ее; коэффициент затухания контура ос обращается в нуль. В контуре существуют незатухающие гармонические колебания.

После того как найдена эквивалентная отрицательная проводимость Ga (Wi), нетрудно определить коэффициент усиления двухкон-турного усилителя. Для этого можно воспользоваться схемой замещения, представленной на 11.18, на которой элементы, расположенные слева от пунктирной линии, соответствуют сигнальному'контуру усилителя (см. 11.16), а справа — схеме замещения 11.17, б. Полученная схема, по существу, совпадает со схемой одноконтурного усилителя (см. 11.15). Различие лишь в способе определения эквивалентной отрицательной проводимости.

а) эквивалентная отрицательная проводимость, а следовательно, и усиление мощности не зависят от фазы накачки;

Этот результат согласуется с результатами качественного рассмотрения принципа параметрического усиления (см. конец предыдущего параграфа). Отрицательная проводимость GaKB учитывает приток энергии от генератора накачки в цепь, содержащую С (t). В данном примере с электронно-управляемой емкостью прирост энергии, запасаемой в емкости, происходит за счет работы, совершаемой генератором накачки при уменьшении емкости (преодоление сил электрического поля при движении электронов и дырок через потенциальный барьер в области запирающего слоя).

а) эквивалентная отрицательная проводимость, а следовательно, и усиление мощности не зависят от фазы напряжения накачки-

т. е. когда отрицательная проводимость туннельного диода в рабочей точке больше проводимости, учитывающей необратимые потери в цепи, или