Устройство с отрицательным сопротивлением

1764267 Оаб 1 ЗНЗ + Обэ 1 + Обэ 2 11 з = 112 =- 11 з = - 1 О2 чем эл;.1 ттары г;)анэисторов 10 и 12, саади-40 л 55 л;с ратени", От и".Нт. к р;:потехнлкаи лложсг Ь. ь и.поль,ова.О в касстве активнгголанта Б Р зто 0 .э 1зх а 1 тив ных ф,;льо,), ус , ал,к, 1:-и .:Йных карре кт .руо.и.к устО;1 ст.ах, ",". 1",.ОЙГт вах ил 1 ульсной т 1;хн:.1 к;.аль изота.г,:."сн;:1 - с тлл 1 иза.,ия формы ВРХ, эа с эт гсапе:еи ае силметричности Г 1 О току Отнс итГ) ьно коорд)1 нэтноЙ Оги нлп зяжсн ,1. тчсни.: у с 1,х динамР 1:г кх соп.т;ел,ий )"-"с-кпв В,АХ находящихся за 1;, делал.и т к ее парагба, сГсспсчсие лл);:.Йч-.,11; раслаия ппложсниалл то ск и;,регц Х, а такх;а поль- шанис быстродейсгвия,стройства с 01 рице Гельныл СО 11.От В.ел". см.На д иг.1 изображена электрическая пр нципиальная схема устройства; на фиг,2 а,б - товью и приближенные ВРХ устройства и зависимость,".,"1 алэччсскОГО Отрицатсльного со:-,ротивлания между ВЫХОДНЬМИ ПОЛОСЭл 1 И УСТРОЙСтва От тОКа между ними соотает:твенно, причем точные хагактеристики ал. сгло;тной линией, а прибли .аннь а штр;1 хсво.1.устройство со".:р).ит первы 1 и второй 2 транзисторы проти.-.опслокного типа проводимости, бээы 1:отор:.,:х соадинсны через резистор 3, зл 1;ттер., являОщ 1 еся выходными по носам:. устр" йства, через соответствующие реэ,;сторь 4 и 5 соединены с шинам; 8 и 7 Гп. Ган я. коллсктсры ссадинены с первыми ьВода,)и соотватстанно резисторов 8 и 9, а также транзисторы 10 и 12 того же типа прот 1 лости, что и первый транзистор 1, соотватстеенно, дополнительныа транзэсторы 11 и 13 того же типа проводиГлости, что и вторз 1, транзистор 2 и управлясмыа Тато 1.:и 14 и 15 Ока, принаны через упр: сл с.Льйстоних 14 тока с ц 1 ино 1 б питан.я, баз", и коллектор транзистора 10 сос,": аны с-от тстве Нос эмиттероми базой транзистора 1, база и коллектор тра 1:.истора 1 Г. сосд .1=ны соотватстсснно с 1,сллек 1 ором транзистора 2 и общаи шиной, эмизтеры тр" нз ",сторов 11 и 13 сгс,Гинсны чары второй управляемый источнлк 15 тоа с шиной 7 питания, база и коллектор транзистора 11 соаинены соответственно с эГл 1 ттаром и базой транзистора 2, база и коллектор транз 11 стора 13 соедианы соответслтвснно с ксллектором транзистора 1 и об.1 В 11 шиной, вторыс выводы раз)сторов 8 и 9 соединены соотвстстсснно с шина" и 7 и б пита",ля.Рассмотри: работу ус;рс 1 стез с ОтриЦатГЛЬНЫМ ГОГ 1)ОТИВЛСН-:гПРПЛЛСЬЛ, Чта токи базь Вга.;1 Г)а 1: 1 стс г сх: ы прф нсбра)хилО л 1 ал по сланс 1 ю с их ток",1 и 5 10 15 20 колле тора, транзисторы работают нл эстетах мнОГО мсншсдГ 1)с)ниной част оть Оэфф 1,ианта переда 11 л Г 1)а 3 исто ров пО току К а схема устройс:" симметрична, т,е. разлс Оры 4, 5, О и 9 имаОТ Одинаковца сопрот 11 влснил, токи источников 14 и 15 тоКа Всегда рагпЫ, НаПряж.;НИя На ШиВк б и 7 питания рав.ы по лбголютной величине,Первоначально пода 1 отся напрях.ения Е 1 и Е 2 на шинь 6 и 7 питания такой величины, чтобы ВЬРОсти вса трнэисторы в ктивный режим. Ток, протекающий через резисторы 5 и 8, равен току коллектора 12 транзигтора 1, ток, протекаощий через резисторы 5 и 9, равен току коллектораэ транзистора 2, а ток, протекающий через реэис Ор 3, ),"Вен току коллектора 1 з транзисторов 10 и 11.Напряжение между выходными полюсами а-б устроЙства равно; С учето 4 гринятого выше предположе. ния о симметричности схемы предлагаемое устройство имеет следующие соотношсия, определяющие режим устройства по ГОСТОЯННОМУ ТОКУ 11 = 12( Е - Обэ 1 Обз 2 ) - 1 о .1 1 В 4Оаб = - 10 НЗ + Обэ + Обэ 2(2)2где 1 о - ток источника 14 и 15 тока.Теперь проанализируем механизм образования отрицательного сопротивления в предложенном устройстве и форл 1 ирование выходной ВАХ, т.е, рассмотрим работу устройства в динамике.Зададим некоторый малый ток Лаб между точками а и б от дополнительного источника тока, Этот ток будет раген сумме приращений Л 14 и Лв токов, протекающих через резисторы 4 и 8, и сумме приращений Ьб и Лэ токов, протекающих через резисторы 5 и 9 (флг.1), Появление укаэанных приращений токов приссдет к появлению разности потенциалов между базами транзисторов 10 и 12, а также 11 и 13 Обз 10 Обэ 12 = Ь 14 Р 4 + Л 19 Йа; Обэ 11 - Обэ 1 з = Л 15 нб + Л 10 в; (3) что вьзовет почвлсние приращения токов коллектора транзисторов 10, 12 и 11, 13, причем коллскОрные токи транзисторов 12 и 13 возрастут, на Л 1 з, аОллекторные токитранзисторов 10 и 11 уменьшатся на Лэ. Следовательно, напряжение между выходными полюсами устройства получит приращение Л Оаб, отрицательное по знаку5Ь Оаб Б ЗЙЭ,(4) ВАХ, имеющей нулевое диамическое сопротивление за пределали точек перегиба, обеспечивает линейое симметричное управление не только величиной отрицательного сопротивления, но и положением точек перегиба ВАХ, а также обладает повышенным быстродействием за счет обеспечения работы усилительных транзисторов 1 и 2 в линейном режиме,Формула изобретения Устройство с отрицательным сопротивлением, содержащее первый и второй транзисторы противоположного тица проводимости, базы которых соединены между собой через первый реэистоо, эмиттеры. лвллющиесл выходными шинами устройства, соединены: первого транзистора - через второй рсэистор с первой шиай исто гникэ питания, второго транзистора - через третий резистор с второй шиной источника питания, коллектор первого транзистора через четвертый резистор соединен с второй шиной источника питания, а коллектор второго транзистора - через плтый резистор с первой шиной источника питаия, третй транзистор того же тига проводилдости, что и первый, чстьертый транзистор того х:а тица проводимости, что и второй транзистор, о тл и ч а ю щ е е с я те:л, что, с ц длью о 1 илиэации Формы вольт-ампер ой характеристики, обеспечения линейости пра лел положением точек перегиба вольт-аицерной характеристики, а также повышения быстродействия, в него введены пятый и шестой транзисторы, проводимости кот.- рых соответствуют проводимости псрвого и второго транзисторов соответственно, первый и второй;правллющие источник; тока, причем амит",:-ры третьего и пятого тразисторов через первый источник 1 ока соединены с первой шиной источника питания. база и коллектор третьего транзистора соединены соответственно с эмиттером и базой первого транзистора, база и коллектор пятого транзистора соединены соответстве о с коллектором второго транзистора и общей шиной, эмиттеры четвертого и шестого транзисторов через второй источк тока соединены с второй шиной источника птания. база четвертого транзистора соединена с эмиттером второго транзистора, а коллектор четвертого транзистора - с базой второго, база шестого транзистора соединена с коллектором первого транзистора, коллектор шестого транзистора - с общей шиной,что означает налиие отрицательного сопротивления между точками а и б. 10 Учитывая, что Л аб " Ь 4+ Ь вша 5+ ЬЬ,с учетом (4) получим уравнение динамической БАХ данного устройства 15 2 Лоаб1+2о Йз 20- 1 ( 2 (1 (см. фиг.2 а). (6). абО ЙэМгновенное эн-. чение отрица тел ь ного сопротивления в лаюой точке БАХ равно дЛОаб э Во 1, ЛОаб з2 аб дЛаб . 2 рт Ойз(см. фиг,2 б), (7) 30Выражению (7) ссотвдетствует следующее приближение зависимости:- Рзйо -. - оЛаьо; 2 р 35 2 аб 0 . Л абО, Ь абО (о) Иэ выражений (7) и (8) видно, что величина отрицательного сопротивления и точкиперегиба ВАХ зависят от величины тока источников тока о, причем эквивалентное динамическое сопротивление участков ВАХ,находящихся эа пределами точек перегиба,стремится к улю. Зависимость отрицательного сопротивления и положения точек перегиба ВАХ от токов источников тока олинейная, управление параметрами ВАХсимметрично (при перестройке о ВАХ симметричо изменяется по масштабу). В выражени ВАХ не входят параметрытранзисторов 1 и 2, т.е. их влияние на ВАХминимизировано в предлагаемом устройстве,Таким образом. предлагаемое устройство с отрицательным сопротивлением допускает полу, ение симметричной по токуе а рректор Л.Патай едактор М,Янкоои ский кой,и;,содс генно-изобате аказ 69 ОНИ 1 ПИ ГосЬ остазитеп ехред МХ Тиракгенного комит113035, Моске/фгзФ,Якимо енталПодписноепо иаобретениям и открытиям при ГКНТ ССС