в обращенных диодах из германия /"(0) (0) обычно составляет 30 - 40, в диодах из арсенида галлия 10 - 15 и в диодах на антимониде галлия 50 - 70.

Инерционность обращенного диода определяется временем перезаряда его емкости и зависит от параметров эквивалентной схемы. Как правило, время переключения обращенного диода не превышает 1 нсек.

Вследствие большей кривизны вольтамперной характеристики обращенные диоды могут работать при меньшем уровне сигнала, чем обычные детекторы,- и меньшем уровне гетеродина (-100 мквт), чем обычные смесительные диоды. Например, чувствительность по току детектора на обращенном диоде в дециметровом диапазоне длин волны в 10 - 20 раз выше, чем на обычном диоде.

Очень эффективно применение обращенных диодов в качестве смесителей в допплеровских системах с низкой промежуточной частотой и в детекторах видеосигнала. Обладая малыми низкочастотными шумами, обращенные диоды дают в этих случаях выигрыш в коэффициенте шума 20 - 30 дб [13, 39]."

13.8. О КРИТЕРИЯХ УСТОЙЧИВОСТИ ТУННЕЛЬНОГО ДИОДА

Туннельный диод активен на всех частотах от постоянного тока до предельной частоты, которая может достигать десятков гигагерц. Поэтому для обеспечения устойчивой работы на падающем участке необходимо выполнить условия устойчивости во всем этом широчайшем диапазоне частот.

Как показывает .опыт, эта проблема является одной из наиболее трудных при экспериментальных исследованиях параметров на падающем участке, а также при построении стабильных усилителей и других устройств, использующих отрицательное сопротивление.

Поэтому с момента изобретения туннельного диода и по настоящее время анализу устойчивости и способам стабилизации диодов уделяется самое серьезное внимание [19 - 22].

В простейшем случае смещение по постоянному току может быть задано на диод от источника с активным выходным сопротивлением Рб и с э.. д. с. Е(, (рис. 13. 8). Емкость корпуса здесь опущена.

Теорема 1. Для устойчивости цепи рис. 13.8 необходимо и достаточно выполнить условие

R>R6+rs>

Так как полное сопротивление потерь Ri, + может быть увеличено вплоть до значения R, то диод, у которого

L<RC, (13.1)

£б-

Рис. 13.8. Простейшая схема питания туннельного диода.

способен работать устойчиво в рассмотренной схеме включения. Здесь и в дальнейшем предполагается, что r<R.

В общем случае цепь с туннельным диодом может быть представлена эквивалентной схемой (рис. 13.9), где Z(/cu) - пассивный двухполюсник, содержащий произвольную комбинацию из сопротивлений, емкостей и индуктивностей-

ZQu)

Рис. 13.9. Общий случай подачи питания.

Естественно, возникает вопрос, а нельзя ли найти такое Z(jcu), которое может обеспечить устойчивость при невыполнении условия (13.1).

Теорема 2. Для потенциальной устойчивости туннельного диода необходимо выполнение условия

L,<Rc[\ + Y\~)

(13.2)

Под потенциальной устойчивостью здесь понимается возможность найтп такой двухполюсник Z (/и), при котором цепь с диодом устойчива. Данная теорема не дает ответ

на вопрос, можно ли при выполнении (13.2) сделать систему устойчивой. Однако из нее следует важный вывод, что при невыполнении условия (13.2) никаким схемным путем невозможно добиться устойчивости. У таких диодов нельзя точно измерить дифференциальные параметры на падающем участке и нельзя, очевидно, использовать их в качестве стабильных усилителей.

Теорема 3. Характеристическое уравнение цепи с абсолютно неустойчивым диодом (у которого соотношение (13:2) нарушено) всегда имеет хотя бы один положительный действительный (не комплексный) корень.

Поэтому на абсолютно неустойчивом диоде принципиально невозможно осуществить генератор чисто гармонических колебаний.

. Более жесткое условие по сравнению с теоремой 2. которому должны удовлетворять усилительные диоды, устанавливает теорема 4.

Теорема 4. Для потенциальной устойчивости туннельного диода необходимо выполнение условия [13, 18]

L,<:RCF(e).

pyns 1 .

i-fes e~arctge

Зависимость F{Q) от, rjR изображена на рис. 13.10. Там же показана зависимость коэффициента 1 rf- j/"l--- )

который фигурировал в теореме 2. . Из теоремы 4 по-прежнему пе следует, можно ли сделать систему устойчивой при p2C<L,<PCF(e) и тем более каким, при этом должен быть стабилизирующий двухполюсник Z(jcd).

Простейшим стабилизирующим двухполюсником является параллельное соединение сопротивления и емкости (рис. 13.11).

Теорема 5. Если индуктивность диода удовлетворяет условию