Главная Импульсный режим работы



напряжения в прямоугольные импульсы (колебания прямоугольной формы), а также в качестве пороговых сравнивающих устройств. Различные варианты схем симметричных и несимметричных транзисторных триггеров рассматриваются в книгах [12, 15, 109-111]; там излагаются основы теории и методы расчета таких устройств.

4. Ламповый триггер по своему построению не отличается от транзисторного триггера. Основное различие в работе этих устройств обусловлено различием режимов работы электронных ламп и транзисторов и инерционностью электронных процессов в тран-

вьк.


Рис. 22.

Рис. 23.

зисторах (см. § 11.2, п. 2), Триггеры, построенные иа транзисторах наиболее совершенных типов, не уступают ламповым триггерам по быстродействию, но стабильность работы ламповых триггеров в широком диапазоне рабочих температур оказывается существенно более высокой. Ламповые триггеры отличаются устойчивостью к проникающей радиации. Ламповые триггеры позволяют получать высокие рабочие перепады напряжения - в 100 В и выше.

Теория работы и методы расчета ламповых триггеров излагаются в книгах [5, 9-15, 114].

ГЛАВА ПЯТНАДЦАТАЯ

импульсные устройства

на полупроводниковых приборах с отрицательным сопротивлением

§ 15.1. УСТРОЙСТВА НА ТУННЕЛЬНЫХ ДИОДАХ (УТД)

I. Общая характеристика УТД. Туннельный диод (ТД)- типичный нелинейный прибор с jV-образной вольтампер-ной характеристикой; на падающем участке характеристики дифференциальное сопротивление диода р = dVldl < О,




Рис. 1.

Это дает возможность построения на основе ТД разнооб» разных импульсных устройств: мультивибраторов, триггеров, логических схем и др. Параметры ТД (особенно из ар-сенида галлия) слабо зависят от температуры и отличаются устойчивостью к проникающей радиации. Однако сильный разброс характеристик ТД одного и того же типа заметно влияет на стабильность работы УТД.

Основное достоинство УТД заключается в их высоком быстродействии; они позволяют формировать импульсы длительностью порядка 1 НС и осуществлять переключения в течение долей 1 НС. УТД от-" л ичаются малым потреблением

энергии, но они работают при низких напряжениях, и высота формируемых ими импульсов менее 1 В. Для получения большей высоты импульсов применяют комбинированные схемы на ТД и транзисторах [15, 111, 158- - 161]. В схемном отношении УТД весьма просты, но они обладают тем существенным недостатком, что ТД - двухполюсник. Так как вход и выход двухполюсника совмещены, то возникают трудности в однонаправленной передаче сигналов и приходится изыскивать схемные решения для разделения входного и выходного сигналов.

Отмеченные особенности определили ограниченное применение УТД в основном при работе с импульсами длительностью менее 10 не и в качестве пороговых элементов логических схем (см. § 20.4), а также в быстродействующих устройствах квантования сигналов.

2. Параметры ТД. На рис. 1 изображена статическая характеристика ТД / = fiU). Известны аналитические выражения, хорошо аппроксимирующие характеристику ТД 159-161].

Основными параметрами ТД являются (рис. 1): /д-пиковый ток (считается основным классификационным параметром; в зависимости от типа ТД 4(2 4-10) мЛ); -ток впадины ( /в = 550); [/д-напряжение пика (соответствующее /„); [/в-напряжение впадины (соответствующее Up-напряжение раствора характеристики;



AUp=Vp-U„-раствор характёристиш;

р = du/dl дифференциальное сопротивление ТД в области

U,,<U<.Vb (р<0);

Обычно используются два абсолютных значения р: -среднее значение модуля р:

(15.1)


0,2 0,tf 1/,В а)

0,2 0,f

0,8 и, В

Рис. 2.

- минимальное значение модуля р в некоторой точке Л„ характеристики (рис. 1):

p = pmin = rft d/min. (15.1а)

Значения параметров ТД зависят в основном от материала полупроводника. На рис. 2 изображены типовые характеристики ТД из германия и арсенида галлия. ТД из арсенида галлия отличается большим раствором характеристики, что является достоинством. Но в ТД этого типа проявляется свойство деградации [161а]; оно заключается в изменении токов /в и /п, если диод работает при значительных токах (/ > IJ2) на диффузионной ветви характеристики (при и > и в)- Поэтому в ТУ на диоды из арсенида галлия обычно оговаривается наибольший допустимый ток на диффузионной ветви. Это ограничивает возможности использования таких ТД.

Изменение температуры существенно влияет лишь на ток ТД (в частности, изменяются величины токов /ц и, в особенности, /в)- Напряжения U„, Uj, и раствор характеристики ТД с изменением температуры меняются мало. Температурная нестабильность параметров ТД проявляется сильнее у германиевых ТД. По этой причине, а также



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 [129] 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195


0.013