в первом режиме источник питания с э. д. с. обладает выходным сопротивлением, сфавпимым до средним 3Ha4eHHeivi отрицательного сопротивления диода Rep =

= - -, BO втором режиме его сопротивление сущест- р v

венно больше, т. е. он служит келератором тока. Переключение токов характеризуется сравнительно большой амплитудой выходного импульса тока At {величина кото-

гиьж а)

Рис. 13.6. Работа переключающего туннельного диода:

о-нагрузочная характеристика в режиме переключения токов; 6-нвгрузоч-ная характеристика в режима переключения иап1)яжеиий.

рого примерно равна Д/ = /р - /ц). Схема при этом имеет высокую чувствительность к входному напряжению (2Свх С ЕбУ, но амплитуда крутого перепада выходного напряжения Аи мала по сравнению с раствором характеристики AU - Up - Up. В режиме переключения напряжений, наоборот, прн малой амплитуде импульса тока на выходе {Ai С AI) и невысокой чувствительности.(27Бх « б) схема формирует крутые перепады напряжения относительно большой величины (равные примерно AU).

Длительность переключения tф в чяаиболее быстродействующем режиме переключения напряжений может быть рассчитана как:

или, предположив с небольшой погрешностью, чтог"д/о (-р.ис. 13.6) в течение В£ей длительности переходного процесса.

Поскольку /р „ >, 1, а Дб определяется только свойствами полупроводника, из которого изготовлен диод, можно - считать удельную емкость Clip параметром, непосредственно определяющим длительность фронта

(нсек) 5 -f- AU. р

Например, для германиевых диодов (Д6/«0,4 в)

1(нсек) /рйю) а для арсенидо-галлиевых

Особенностью такой области наиболее массового применения переключающих туннельных диодов, как ячейки логических схем, применяемые в вычислительной технике, является то, что помимо обычных требований к величинам параметров диода, важнейшее значение приобретает разброс параметров. Этот разброс вместе с допусками на остальные элементы схемы решающим образом влияет на максимально возможное количество входных и выходных цепей логической ячейки.

В ряде случаев для обеспечения вькокостабильной работы ячейки необходимо ограничить разброс параметров вольтамперной характеристики диода в пределах до I - 2%. Применение малых допусков позволяет увеличить возможное количество входов и выходов по сравнению с минимально необходимым, что дает возможность повысить быстродействие схемы введением форсированного режима, т. е. увеличением переключающего тока.

13.S. ГЕНЕРАТОРНЫЕ ТУННЕЛЬНЫЕ ДИОДЫ

i Основное требование, которому должны отвечать генераторные туннельные диоды, - это максимальная отдаваемая в нагрузку мощность [13, 14, 15].

Для получения максимальной мощности в нагрузке на заданной рабочей частоте /о необходимо выполнить следующие условия:

-<0,25,

5 = 5Рд С, /оРдОО.П,

1 и.-Up

- некоторое усреднетное отрицательное сопротивление диода.

При этом отдаваемая мощность и частота колебаний равны

Приведенные формулы позволяют рассчитать оптимальные параметры генераторного диода, необходимые для того, чтобы мощность в нагрузке на рабочей частоте была максимальной.

Как правило, в качестве генераторных используют диоды из арсенида галлия, так как по сравнению с германиевыми они имеют существенное преимущество - большое значение (бщ - Up), обусловленное свойствами самого материала. Параметры генераторных диодов из арсенида галлия приведены в табл. 13.3, а их конструкция показана на рис. 13,4, б.

Величина (U-Up) колеблется в пределах 0,35-0,45 в; отношение токов IpUt, > Ю; собственная индуктивность

< 1 нгн; емкость корпуса Ск 0,6 пф.

Эти диоды способны в дециметровом диапазоне волн отдать в нагрузку мощность примерно 1 мет при коэффициенте полезного действия до 30%.