Устройство с отрицательным сопротивлением — SU 1830184 (original) (raw)
- союз соВетсих СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК 83018 Н 11/52 51) ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) Е ИЗОБРЕТЕ ПИСА ЕСЯ,."МА ПАТЕНТУ тельство СССРН 11/46, 1984,С ОТРИЦАТЕЛЬНЬ ИВЛЕНИЕМ ретение отно ожет быть и ектрических , усилителях ится к рэдиоэлектропользовано в генераолебаний, активных Цель изобретения -, кл. Н 0ОЙСТВО расширение диапазона управления отрицательным сопротивлением и повышение температурной стабильности. Устройство с отрицательным сопротивлением содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5, шестой 6 и седьмой 7 транзисторы, резистор 8, первый 9 и второй 10 источники тока, Работа устройства с отрицательным сопротивлением основана на токовом управлении дифференциального каскада в широких пределах и использовании одинаковых транзисторов, 1 ил,Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве активного элемента в генераторах электрических колебаний, активных фильтрах, усилителях, устройствах импульсной техники.Цель изобретения - расширение диапаэона управления отрицательным сопротивлением и повышение температурной стабильности,Сопоставительный анализ прототипа и заявленного технического решения показывает наличие следующих новых существенных признаков у последнего, второй и четвертый транзисторы образуют дифференциальный каскад, нелинейно управляемый напряжением, снимаемым с включенных встречно-параллельно по переменному току база-эмиттерных р-и-переходов третьего и шестого транзисторов, смещение по постоянному току на которые подается с помощью пятого и седьмого транзисторов в диодном включении,Положительный эффект достигается благодаря пояснениому выше новому вклочению транзисторов, которое обеспечивает формирование нелинейной температурноиеэависимой вольт-амперной характеристики за счет сравнения напряжений на р-и-переходах транзисторов, параметры которых имеот одинаковую температурную зависимость, а также за счет возможности токового управления дифференциальным каскадом на втором и четвертом транзисторах о широких пределах,На фиг, представлена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг.2 - работа устройства; на фиг.З - вольтамперная характеристика устройства при двух различных значениях тока первого источника тока.Устройство с отрицательным сопротивлением содержит(см. фиг.1) первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5, шестой 6 и седьмой 7 транзисторы, резистор 8, первый 9 и второй 10 источники тока.Работу предложенного устройства рассмотрим в пределах следующих допущений: все транзисторы идентичны, токи базы транзисторов пренебрежимо малы по сравнению с их коллекторными токами, транзисторы работают на частотах, много меньших 1, граничной частоты коэффициента передачи тра.нзисторов по току а в схеме с обтцей базой, внутренние сопротивления источников напряжения и тока равны соответственно нуло и бесконечности,Первоначально подаются напряжения на шины питания и токи источников тока такой величины, чтобы вывести все транзисторы в активный режим. При этом токи коллектора транзисторов 5, 7, 3 и 6равны току 1 о 1 второго источника тока 10,5 а токи коллектора транзисторов 2 и 4 равны половине тока 102 первого источника тока 9,Пусть между выходами "а" и "б" предложенного устройства протекает некоторый"О тОК 1 эб (СМ. фИГ.2), Этот тОК ДЕЛИТСЯ В ТОЧКЕ"а" наток 11, втекающий в эмиттер транзистора 3 и поступающий далее в точку "б", иток 2, протекающий в цепи транзистора 4,8 соответствии с первым законом Кирхгофа:151 аб =11+ 12,Согласно второму закону Кирхгофасуммы база-эмиттерных напряжений в 20 замкнутых контурах, образованных базаэмиттерными переходами транзисторов 2, 4, 3, 5, а также транзисторов 2, 4, 6, 7, равны нулю;Обэ 2 Обэ 4 Обэз + Обэб = О;(2)Об 2 - Обэ 4+ Об 6 - Об 7 = О.Выражая база-эмиттерные напряжения ЗО транзисторов через их эмиттерные токи спомощью уравнения Эберса-Молла с точностью до значения обратного тока р-и-перехода 1 э, запишем выражения (2) в следующем виде;35102 1022-- 13, - + 13ЮиЮи2э э40 - Рг 1 и +рт 1 и - = О;101 1 101 э(4)55 -+ 12/1011 + 2 1 з/1021 - 2 13 102Совместное решение уравнений (4) и(1) позволяет найти зависимость тока 1 з оттока 1 эб;(5) Выбирая с много больши ранзисторов,Ь Оаб напряжен ызванное прот аМИ ТОКОМ аб,ию напряже пределяется сопротивление рези м сопротивлений э получим, что прир ия между точками " екающим между эт противоположно и ния на резисто ледующим соотнош о аб 4ЬЗаб = В 3= В 1+ 1 ак в выражение (6), о перную характерист устройства, не входят имые постоянные, вол истика устройства име ературную стабильно писывающее ику предло температур ьт-амперная ет повышен сть. Малосигнальное значение отрицательОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ (ПРИ аб + О, Л Оаб О)авно:(7 8 и может линейно перестра первого источника тока 9,Таким. образом, предл ство с отрицательным соп годно отличается от протот прочих равных условиях мощность, элементная баз ТЬСЯ ТОКОМ оженное устройротивлением выипа тем, что при (потребляемая , диапазон рабоТак вольт-а женного но-зави характе ную тем стора 8 митте ра ащение а" и "б", ими точ- риращере, т.е. ением; чих частот), имеет температурно-независимую нелинейную вольт-амперную характеристику и допускает электроннуюперестройку отрицательного сопротивле 5 ния в широких пределах.Формула изобретенияУстройство с отрицательным сопротивлением, содержащее первый транзистор,коллектор которого соединен с первой шиО ной питания и первым выводом резистора,второй вывод которого соединен с коллектором второго транзистора и с базой первоготранзистора, эмиттер третьего транзисторасоединен с базой четвертого транзистора,5 эмиттеры первого и третьего транзисторовявляются соответственно первым и вторыМвыходами устройства с отрицательным сопротивлением, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения диапазона управО ления отрицательным сопротивлением и повышения температурной стабильности,введены пятый, шестой и седьмой транзисторы, первый и второй источники тока, причем коллекторы пятого, шестого и седьмого5 транзисторов соединены с их базами, эмиттер второго транзистора соединен с первымвыводом первого источника тока и эмиттером четвертого транзистора, коллектор которого соединен с первой шиной питания и0 первым выводом второго источника тока,второй вывод которого соединен с базойпятого транзистора и базой третьего транзистора, коллектор которого соединен сэмиттером первого транзистора, а змиттер5 соединен с базой шестого транзистора,эмиттер которого соединен с общей шинойи эмиттером седьмого транзистора, база которого соединена с эмиттером пятого транзистора и с базой второго транзистора, при0 этом второй вывод первого источника токасоединен с второй шиной питания,1830184 Корректор И, Щмакова Редакто энецов Производственно-издательский комбина атент", г, Ужгород, ул.Г рина, 10 акаэ 2495 8 НИИПИ Государственн 1130Составитель В, ПрокоТехред М,Моргентал ираж Подписноекомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., 4/5