חישוב פשוט של המאפיין I–V של המקבילה של דיודה למבדה. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

חישוב פשוט של מאפיין המתח הזרם של דיודת למבדה שווה ערך. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / חישובי רדיו חובבים

עוד בשנות השבעים החלו להופיע כתבות במגזינים שונים המתארים אלמנט מעניין מאוד של טכנולוגיה אלקטרונית - המקבילה לדיודה למבדה (ELD). זהו זוג מחובר במיוחד של טרנזיסטורי אפקט שדה עם חיבורי pn מסוגים שונים ויש לו מאפיין זרם-מתח (VC) הדומה למאפיין I–V של דיודת מנהרה, אך ללא הענף השני של ההתנגדות החיובית. שלא כמו דיודת מנהרה, ה-ELD נכבה במתח העולה על מתח הכיבוי Uclose, כך שהזרם דרכו יורד למספר פיקואמפר. מעגל ה-ELD מוצג באיור 1, ומאפיין המתח הזרם שלו מוצג באיור 2.

חישוב פשוט של המאפיין I–V של המקבילה של דיודה למבדה

באמצעות ELD, קל ליישם את שני פתרונות המעגל האופייניים לדיודת מנהרה והן התקנים מקוריים לחלוטין, כפי שמוצג ב-[1], [2], [3], [4]. גם המגזין "רדיו" התייחס לנושא זה (ראה [5], [6].

התפוצה הרחבה של התקנים המבוססים על ELDs מופרעת על ידי המורכבות של חישוב מאפייני ה-I–V של ELD באמצעות הפרמטרים הידועים של טרנזיסטורי אפקט השדה הכלולים בו, אשר בתורם נקבעת על ידי המורכבות של קירוב ה-I– V מאפיינים של טרנזיסטור אפקט שדה [7], [8].

בדיוק בגלל זה טרם התקבלו נוסחאות לחישוב הפרמטרים הבסיסיים של ה-ELD, שברוב המקרים ניתן להשתמש בהם במקום מאפייני הזרם-מתח בעת חישוב התקנים שונים ב-ELD. פרמטרים אלה כוללים את הזרם המרבי דרך ה-ELD (Imax); המתח שבו מתרחש זרם זה (Umax); מתח חסימה (Uclosed); התנגדות שלילית דיפרנציאלית של ה-ELD (-rd); קואורדינטות של נקודת הפיתול של ענף ההתנגדות השלילית של מאפיין הזרם-מתח של ה-ELD (Uper, Iper). לאחר נוסחאות המקשרות את הפרמטרים לעיל של ה-ELD עם הפרמטרים של טרנזיסטורי אפקט השדה הכלולים בו, אתה יכול לבחור בקלות את זוג הטרנזיסטורים הרצוי, כמו גם לחשב את הגנרטור, המגבר וכל מכשיר אחר ב-ELD.

מאמר זה מתאר חישוב משוער של ה-CVC של ELD סימטרי והפרמטרים שלו.

כדי לקבל ביטוי משוער למאפיין המתח הזרם של ELD, אנו לוקחים בחשבון שכל טרנזיסטור ב-ELD סימטרי פועל עד שהוא נכבה לחלוטין במתחי מקור ניקוז שאינם עולים על מתח החיתוך של טרנזיסטור זה (והזוג שלו). , מאחר שאנו רואים אותם זהים). בתנאים אלה, התלות של הזרם דרך טרנזיסטור אפקט השדה במתח מקור הניקוז יכולה להיחשב ליניארית, המתחים Uс1=Uз2=U/2 ו-Uс2=Uз1=-U/2 שווים בגודלם, ואז ניתן לתאר את מאפיין מתח הזרם של טרנזיסטור אפקט השדה באמצעות נוסחה פשוטה:

Ic=(Usi/Rm)(1- |Usi/2Uots|)² (1)

כאשר Usi הוא מתח מקור הניקוז של טרנזיסטור אפקט השדה, (במקרה של ELD סימטרי, כפי שניתן לראות באיור 1, Usi = U/2), Uzi הוא מתח השער-מקור, Uots הוא מתח הניתוק של טרנזיסטור אפקט השדה, ו-Rm הוא ההתנגדות של טרנזיסטור אפקט השדה בקטע הראשוני של מאפיין מתח הזרם ב-Ui=0 בקרבת הנקודה Usi=0, Ic=0 :

Rm=dUci/dIc.

הביטוי הפשוט הזה למאפיין המתח הזרם של טרנזיסטור אפקט שדה מתאים לחישוב מאפיין המתח הזרם של דיודה למבדה כאשר |Usi|< |Uots|. מאיור 1 ברור שמאפיין הזרם-מתח של האלקטרודה מתואר במקרה זה על ידי הביטוי

I(U)=c(U/2)=(U/2Rm)(1-|U/2Uots|)². (2)

בהתחשב בכך שעבור ELD סימטרי |Usi|=|Uzi|, אנו יכולים להניח בערך

Rm=dUzi/dIc=1/Smax,

כאשר Smax הוא ההולכה המקסימלית של טרנזיסטור אפקט השדה, שניתן לקחת מספר עיון או למדוד. אז הביטוי למאפיין I-V של ה-ELD יכיל רק את הפרמטרים הידועים של טרנזיסטורי אפקט שדה:

(U)=1/2 USmax(1-|U/2Uots|)² (3).

על ידי הבחנה של ביטוי (3) ביחס ל-U, ניתן למצוא את הארגומנטים שעבורם יש לפונקציה זו קיצוניות.

Ue1=Uzap=2|Uots|,

מה שמתאים לנתונים מ-[8], שם החישוב השתמש בקירוב של ה-CVC של טרנזיסטור אפקט שדה על ידי פונקציות מורכבות, וכן

Uе2=Umax=2|Uots|/3. (4)

הביטוי ל-Umax לא התקבל ב-[8], אבל מהגרף המאפיין זרם-מתח הזמין שם, ניתן לראות שתוצאות החישוב חופפות גם כאן.

החלפת הערך של Umax מ-(4) לתוך (2) או לתוך (3), אנו מקבלים

Imax=4Uots/27Rm~ 0,15Uots/Rm,

או

Imax=4UotsSmax/27~ 0,15UotsSmax.

ניסויים הראו שהערך המחושב של Im ax מהניסוי עבור זוגות טרנזיסטורים KP303 ו-KP103, שנבחרו לפי הפרמטרים Smax ו-Uots, שונה בלא יותר מ-10%. לאחר מכן, אתה יכול לקבוע את נקודת הפיתול על הענף השלילי של מאפיין הזרם-מתח על ידי מציאת תחילה

d²I/dU²=(1/UотсRm)(3U/4U отс-1). (5)

השוואת ביטוי (5) לאפס ופתרון המשוואה המתקבלת, אנו קובעים

עליון \u4d 3Uots / XNUMX,

Iper=2Uots/27Rm=Imax/2,

מה שגם עולה בקנה אחד עם הגרף מ-[8] ותוצאות הניסויים שביצע המחבר.

לאחר מכן, נגדיר

- rd=-6Rm=-6/Smax.

עבור ELD א-סימטרי על טרנזיסטורי אפקט שדה עם פרמטרים שונים, ניתן גם לחשב את מאפייני המתח הזרם באמצעות ביטוי (2) או (3) וקבלת מערכת משוואות בשיטה מ- [8], אך עם ביטויים פשוטים הרבה יותר. . ההסכמה בין תוצאות החישוב לנתוני הניסוי מספקת למדי. פתרון מערכת משוואות קל לביצוע בכל מחשבון או מחשב הניתן לתכנות. עם זאת, לא ניתן היה להשיג ביטויים מפורשים עבור הפרמטרים העיקריים של ה-ELD הא-סימטרי.

המחבר מביע את התקווה שהיכולת לחשב בקלות את הפרמטרים של ELD בהתבסס על הפרמטרים של טרנזיסטורי השדה שלו תשמש תמריץ לחובבי רדיו ליצור מספר מכשירים באמצעות אלמנט מבטיח זה.

ספרות

1. Kano, G. דיודת הלמבדה: מכשיר רב-תכליתי עם התנגדות №egative. "אלקטרוניקה", 48(1975), מס' 13, עמ' 105-109.
2. Khodounek, טרנזיסטורי אפקט שדה משלימים עם מעבר במחולל דו-תדר. "אלקטרוניקה", 1975, מס' 22, עמ' 60.
3. Dyakonov V.P., Semenova O.V. מיתוג התקני המבוססים על טרנזיסטורי למבדה. "כלים וטכניקות ניסוי", 1977, מס' 5, עמ' 96.
4. Ptashnik I. VFO עם כוונון אלקטרוני. "רדיו חובב", 1993, מס' 9, עמ' 38.
5. דיודת Nechaev I. Lambda ויכולותיה. "רדיו", 1984, מס' 2, עמ' 54
6. Nechaev I. מחולל בדיקה על האנלוגי של דיודת הלמבדה. "רדיו", 1987, מס' 4, עמ' 49.
7. Takashi T. קירוב של מאפייני טרנזיסטור שדה-אפקט של פונקציה לפי תפקוד היפרבולי, IEEE Journal of solid-state circuits. 1978, נ' 13, מס' 5, עמ' 724-726.
8. V.I.Molotkov, E.I.Potapov. מחקר של מאפייני מתח הזרם של טרנזיסטורי אפקט שדה ודיודות למבדה בעלי הספק נמוך וחישוב האמפליטודות של מתנד עצמי על דיודה למבדה. "רדיואלקטרוניקה", 1991, נ' 34, מס' 11, עמ' 108-110.

מחבר: וסילי אגפונוב; פרסום: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

ראה מאמרים אחרים סעיף חישובי רדיו חובבים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

דרך חדשה לשלוט ולתפעל אותות אופטיים 05.05.2024

עולם המדע והטכנולוגיה המודרני מתפתח במהירות, ובכל יום מופיעות שיטות וטכנולוגיות חדשות שפותחות בפנינו אפשרויות חדשות בתחומים שונים. חידוש אחד כזה הוא פיתוח של מדענים גרמנים של דרך חדשה לשלוט באותות אופטיים, שעלולה להוביל להתקדמות משמעותית בתחום הפוטוניקה. מחקרים אחרונים אפשרו למדענים גרמנים ליצור לוח גלים שניתן לכוונן בתוך מוליך גל סיליקה מאוחה. שיטה זו, המבוססת על שימוש בשכבת גביש נוזלי, מאפשרת לשנות ביעילות את הקיטוב של האור העובר דרך מוליך גל. פריצת דרך טכנולוגית זו פותחת אפשרויות חדשות לפיתוח התקנים פוטוניים קומפקטיים ויעילים המסוגלים לעבד כמויות גדולות של נתונים. הבקרה האלקטרו-אופטית של הקיטוב שמספקת השיטה החדשה יכולה לספק את הבסיס לסוג חדש של התקנים פוטוניים משולבים. זה פותח הזדמנויות גדולות עבור ... >>

מקלדת Primium Seneca 05.05.2024

מקלדות הן חלק בלתי נפרד מעבודת המחשב היומיומית שלנו. עם זאת, אחת הבעיות העיקריות שעמן מתמודדים המשתמשים היא רעש, במיוחד במקרה של דגמי פרימיום. אבל עם מקלדת Seneca החדשה של Norbauer & Co, זה עשוי להשתנות. Seneca היא לא רק מקלדת, היא תוצאה של חמש שנים של עבודת פיתוח ליצירת המכשיר האידיאלי. כל היבט של מקלדת זו, ממאפיינים אקוסטיים ועד מאפיינים מכניים, נשקל ומאוזן בקפידה. אחד המאפיינים המרכזיים של Seneca הוא המייצבים השקטים שלה, הפותרים את בעיית הרעש המשותפת למקלדות רבות. בנוסף, המקלדת תומכת ברוחב מקשים שונים, מה שהופך אותה לנוחה לכל משתמש. למרות ש-Seneca עדיין לא זמין לרכישה, הוא מתוכנן לצאת בסוף הקיץ. Seneca של Norbauer & Co מייצגת סטנדרטים חדשים בעיצוב מקלדת. שֶׁלָה ... >>

המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם נפתח 04.05.2024

חקר החלל והמסתורין שלו היא משימה שמושכת את תשומת לבם של אסטרונומים מכל העולם. באוויר הצח של ההרים הגבוהים, הרחק מזיהום האור בעיר, הכוכבים וכוכבי הלכת חושפים את סודותיהם בבהירות רבה יותר. עמוד חדש נפתח בהיסטוריה של האסטרונומיה עם פתיחתו של המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם - מצפה הכוכבים אטקמה של אוניברסיטת טוקיו. מצפה הכוכבים אטקמה, הממוקם בגובה של 5640 מטר מעל פני הים, פותח הזדמנויות חדשות עבור אסטרונומים בחקר החלל. אתר זה הפך למיקום הגבוה ביותר עבור טלסקופ קרקעי, ומספק לחוקרים כלי ייחודי לחקר גלי אינפרא אדום ביקום. למרות שהמיקום בגובה רב מספק שמיים בהירים יותר ופחות הפרעות מהאטמוספירה, בניית מצפה כוכבים על הר גבוה מציבה קשיים ואתגרים עצומים. עם זאת, למרות הקשיים, המצפה החדש פותח בפני אסטרונומים אפשרויות מחקר רחבות. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

ננו-חוט כסף במקום סרט ITO 12.11.2013

כיום, טכנולוגיית הסרט המוליך של אינדיום טין אוקסיד (ITO), המשמשת בייצור אלקטרודות שקופות למסכי גביש נוזלי, OLED, צגי מגע, כמגעים אוהמיים לתאים סולאריים, כמו גם במכשירים אופטו-אלקטרוניים אחרים, עלולה לאבד את להציב פתרונות חלופיים מתקדמים יותר המסוגלים להיכנס לשוק זה ולדחוף החוצה את טכנולוגיית ה-ITO שהוקמה שם.

כיוון העדיפות של טכנולוגיית ITO הוא השימוש בסרטים כציפוי ללוחות מגע של צגים מודרניים. על פי דוח הסרטים המוליכים השקופים של IHS Inc. של מגע-פאנל-שימוש - 2013, סרטי ITO מוליכים חשמלית, המשלבים תחמוצת אינדיום(III) ותחמוצת בדיל(IV), מהווים 95% מהשוק של ציפויים מוליכים שקופים עבור מסך מגע. אבל יש סבירות גבוהה שעד סוף 2017, טכנולוגיה חלופית עשויה להיכנס לפלח הזה ולעקור את ITO מעמדת המנהיג הבלתי מעורער.

חלופה כזו יכולה להיות שימוש בננו-תיל כסף, רשת נחושת וכסף, הליד כסף. פתרונות טכנולוגיים אלו צפויים להיות מסוגלים לכבוש כ-2017% מהשוק עד 34, מה שישאיר 2/3 ל-ITO. סיכוי כזה עלול לפגוע קשה בעמדות ה-ITO, כי גם כעת אספקת הסרטים ללא תכולת תחמוצת אינדיום ותרכובות תחמוצת בדיל בהרכבם בדרך לזינוק רחב היקף, שעל פי דיווחים לשנה זו, כבר הסתכם ב-320%. אינדיקטור זה הוא שיא של צמיחה שנתית בשוק הטכנולוגיות המודרניות על פי מומחי IHS.

תרכובת ITO מיושמת בשני מרכיבים: סרט וזכוכית. התנגדות פני השטח הספציפית של הסרט גדולה מאוד ושווה ל-100 אוהם/מ"ר, מה שאומר שהמגבלה של שימוש בחומר כזה בלוחות מגע מוגבלת לאלכסון של 2". באשר ל-ITO-glass, ההתנגדות שלו קטנה פי 15. מאשר ההתנגדות של הסרט - 2 אוהם/מ"ר, לכן משקפיים כאלה משמשים בלוחות עם אלכסון של יותר מ-50". למרות החסרונות הטכנולוגיים, השימוש בזכוכית ITO אפשרי עד לצגי 2 אינץ'.

אבן הנגף העיקרית בפיתוח טכנולוגיית ITO לצגי מגע, כמרכיב העיקרי, היא הביקוש הגובר בחדות לפאנלי מגע בעלי אלכסונים גדולים. "כאן, ל-ITO יש חולשות ומגבלות תפקודיות רציניות", אמרה איירין היו, אנליסטית ראשית לחומרי תצוגה ורכיבים ב-IHS, במצגת. המטרה העיקרית של לוחות המגע עד לאחרונה היו מכשירים שהשתמשו בצגים קטנים - סמארטפונים, טאבלטים, מערכות ניווט לרכב, צגי כספומט. אבל הצורך בייצור לוחות מגע בקנה מידה גדול הופך לרלוונטי ונחוץ מדי שנה. הביקוש המוגבר למכשירים כמו לוחות ציור אלקטרוניים ומחשבים אישיים All-in-One דוחף את היצרן לנטוש את ITO ולעורר את הפיתוח של כיוון חלופי - שימוש בטכנולוגיה ללא אינדיום פח אוקסיד.

ציפויים ללא שימוש בתרכובת ITO מתחרים הן בסרטי ITO והן בכוסות ITO בגדלים שונים, וכן ממלאים נישה פנויה למכשירים בעלי אלכסון תצוגה גדול, כאשר עקרונית לא ניתן להשתמש בתרכובת ITO. הכיוון הזה הוא שמספק היום, קודם כל, את הביקוש המוגבר לסרטים אלטרנטיביים מוליכים חשמליים.

אין לשכוח שייצור ציפויי ITO הוא די יקר ומוגבל בשל מתכת האינדיום הנדירה, שהתחמוצת שלה מהווה 90% מחלק ההמוני של התרכובת. לכן, השימוש בסרטים ללא אלמנטים אלו הוא לא רק צעד מתקדם יותר מבחינה טכנית, אלא גם הזדמנות להשיג אפקט כלכלי משמעותי.

עוד חדשות מעניינות:

▪ מאתר שפעת נייד

▪ נוירונים נשיים דקים יותר מאלה של גברים.

▪ ככל שהטמפרטורות עולות, כך עולה התיאבון של מזיקים של חרקים.

▪ דשן מפסולת של חיידקי חומצת חלב

▪ העיקרון של מכשיר המצלמה - עין של חרק

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע באתר Art of Audio. מבחר מאמרים

▪ מאמר אסירי מצפון. ביטוי עממי

▪ מאמר מאיפה הגיעו הכובעים? תשובה מפורטת

▪ מאמר Calendula officinalis. אגדות, טיפוח, שיטות יישום