Отрицательной проводимостью

жительной полуволне приложенного напряжения, когда MJ > EI, напряжение на выходных зажимах равно при этом Ел. Второй диод открывается при отрицательной полуволне, Е2; напряжение на выходе становится рав-

Работу бестрансформаторного усилителя мощности можно пояснить временными диаграммами. При положительной полуволне напряжения «вх ( 3.8, б) в нагрузочном резисторе RH появляется ток iHl, создаваемый транзистором TI типа п-р-п. При отрицательной полуволне напряжения ывх ток iH2 создается транзистором Т2 типа р-п-р. Таким образом, в нагрузочном резисторе RH форма тока t'H будет повторять форму входного сигнала ( 3.8, б). Анализ и расчет рассматриваемого усилителя сводятся к анализу и расчету отдельно каждого эмиттерного повторителя.

При отрицательной полуволне входного напряжения ток через обратносмещенный диод практически отсутствует, поэтому и выходное напряжение равно нулю.

напряжение. Нагрузка RK чисто активная, она включена последовательно с силовым полупроводниковым диодом VD. Анализируя работу такого выпрямителя, обычно полагают, что выходное сопротивление .первичного источника и сопротивление диода VD при положительной полуволне напряжения много меньше /?„, a VD при отрицательной полуволне (при обратном смещении) — чрезвычайно велико.

При положительной полуволне напряжения на верхнем выходе вторичной обмотки Тр ток нагрузки будет протекать через диоды FD1 и VD3, а при отрицательной полуволне— через диоды VD2 1.16

типами проводимости канала (р и и). Совместное применение разнотипных транзисторов позволяет существенно упростить схему усилителя. В схемах используется последовательное включение выходных цепей с источником питания и параллельное включение входов. По переменному напряжению выходы транзисторов параллельно соединены между собой и с нагрузкой. При положительной полуволне напряжения в усилении участвуют транзисторы Г7\, при отрицательной полуволне — транзисторы VT2. Выходная мощность может быть рассчитана по формуле

При одинаковых величинах напряжения питания EKi=EK2 и сопротивлениях R6\ = R62 напряжения между базой и эмиттером каждого транзистора одинаковы и равны ?/д/2. В этом слу« чае от первого источника протекает ток через V3 и сопротивление Ra, а от второго источника — через RH в обратную сторону и V2. При идентичных транзисторах эти токи одинаковы и на сопротивлении нагрузки падение напряжения отсутствует. Ток от первого источника через V3 и сопротивление нагрузки RH увеличивается, ток от второго источника через V2 быстро пада->ет до нуля, т. е. при большой амплитуде входного сигнала напряжение на сопротивлении нагрузки может быть близким к ?кь При отрицательной полуволне открывается транзистор V2 и на нагрузке появляется напряжение отрицательной полярности.

пряжения, когда и\>Е\; напряжение на. выходных зажимах равно при этом' EI. Второй диод открывается при отрицательной полуволне, когда \иг\ >Е2; напряжение на выходе становится равным Е2.

Таким образом, ток через нагрузку протекает в одном и том же направлении как при положительной, так и при отрицательной полуволне питающего напряжения. В сравнении с однопо-лупериодной схемой двухполупериодная схема с нулевым выводом имеет следующие преимущества:

ложительное напряжение, вентиль VI открыт и через него заряжается конденсатор С] до напряжения, близкого амплитудному напряжению сети У~2Ес- Разряд конденсатора Cj через нагрузочную цепь происходит очень медленно, т.к. нагрузочная цепь — высокоомная. При отрицательной полуволне сетевого напряжения открыт диод V2 и конденсатор С2 заряжается так же до напряжения, близкого амплитуде сетевого напряжения У~%ЕС. Таким образом, напряжение на нагрузке достигает (Л1=2]/"2?'с- При подключении устройства к сети 220 В UH = 622 В.

При отрицательной полуволне синусоидального входного напряжения открывается транзистор VT2 и закрывается транзистор VT1. Источник Е„ оказывается отключенным от двухтактной схемы и заряженный конденсатор С разряжается по цепи: открытый транзистор VT2 — сопротивление нагрузки /?i,. Амплитуда тока в этой цепи

3.3. Вольт-амперные характеристики активного элемента: N-типа с отрицательной проводимостью (а) и S-типа с отрицательным сопротивлением (б)

Зависимость плотности тока / от напряженности ? для арсенида гал лия показана на 25. При ? < ?поР плотность тока возрастает линей но а пои ? > ?поо также линейно, но не столь быстро. На участке, где ^пряГнност; Ллизка к ?гор, с ростом ™^«™™?"™ часть легких электронов становится тяжелыми и плотность тока умень ша^ся т е появляйся участок дифференциальной отрицательно,.про-водимое™. Свойством дифференциальной отрицательной проводимости в диодах Ганна обладает весь объем полупроводника в отличие, например, от туннельных диодов, в которых отрицательной проводимостью обладает лишь р-п-переход.

Тиристоры широко применяют в радиолокации, устройствах радиосвязи, автоматике как приборы с отрицательной проводимостью, управляемые ключи, пороговые элементы, преобразователи энергии, триггеры, не потребляющие ток в исходном состоянии. По сравнению с биполярными транзисторами тиристоры могут обеспечить большой коэффициент усиления по току включения, иметь большой ток и одновременно высокое напряжение, что важно для получения хороших характеристик мощных устройств. Тиристоры позволяют получить высокий КПД преобразования энергии, обладают хорошей надежностью и долговечностью, имеют малые габариты, просты в эксплуатации.

Из предыдущего параграфа видно, что введением в колебательный контур периодически меняющейся емкости или индуктивности можно при соответствующем законе изменения параметра осуществлять усиление колебаний. Простейшая схема одноконтурного параметрического усилителя с переменной емкостью изображена на 11.14, а, а эквивалентная схема, соответствующая случаю Q = 2о> и у = —л/2, — на 11.14, б (см. предыдущий параграф и 11.10,6). Шунтирование проводимости нагрузки GH отрицательной проводимостью О, => = _7пюС0/2 снижает общую активную проводимость и тем самым повышает добротность контура. Получается эффект усиления.

Максимальная добротность сигнального контура (при шунтировании отрицательной проводимостью), очевидно, не должна превышать

В данном случае обратная связь приводит к шунтированию контура постоянной отрицательной проводимостью и схему можно рассматривать как обычный автогенератор.

тированным внутренней проводимостью GJ. Проводимость нагрузки GH включает в себя также проводимость, учитывающую потери мощности в элементах контура. Шунтирование проводимости нагрузки G,, отрицательной проводимостью G8KB = (соАС/2) sin V = — «АС/2 = — тыС0/2 уменьшает суммарную проводимость и таким образом повышает добротность контура. Получается эффект усиления.

Максимальная добротность сигнального контура (при шунтировании отрицательной проводимостью), очевидно, не должна превышать

Маломощные тиристоры широко применяют в автоматике в качестве приборов с отрицательной проводимостью, пороговых элементов и управляемых ключей.

Нелинейные элементы можно разделить на «быстрые» и «медленные» в зависимости от того, насколько быстро они откликаются на входной сигнал. Время отклика медленного нелинейного элемента составляет несколько периодов, тогда как быстрое устройство реагирует практически мгновенно. Только в последнем случае шум довольно значителен, поэтому основное внимание будем уделять быстрым нелинейным генераторам с отрицательной проводимостью.

тельной нелинейной проводимостью (или последовательным LRC-контуром с последовательно присоединенной отрицательной проводимостью). При соответствующих условиях такая схема неустойчива и будет переводиться в колебательный режим собственным шумом системы. Амплитуда этих собственных колебаний устанавливается на уровне, который зависит от степени нелинейности элемента с отрицательной проводимостью. Как и в большинстве задач с нелинейными эффектами, общий анализ схем генераторов колебаний проводить трудно, хотя определенные типы нелинейных характеристик удается исследовать, используя в каждом отдельном случае индивидуальный подход.