Tunnel diódák

TARTALOM Előszó 5 Bevezetés 7 Általános jellemzők 7 A félvezető eszközök fejlődése 8 A tunneldióda alkalmazásai 9 Tranzisztorok és tunneldiódák összehasonlítása 11 A tunneldióda alapanyagai 13 Összefoglalás 13 A tunneldiódák elméletének alapjai 14 Az anyag szerkezete 14 Általános jellemzők 14 Az anyagról általában 14 Az atom szerkezete 15 Elektronok, protonok és neutronok 16 Vezetők, félvezetők és szigetelők 17 Szennyezések és töltéshordozók a kristályokban 18 A kristályokról általában 18 A tiszta félvezető kristály 19 Szennyezések 20 n típusú félvezető 21 p típusú félvezető 22 A lyuk mozgása 24 Lyukak, tulajdonságaik és jellemzőik 25 pn átmenet 25 Általános jellemzők 25 A pn átmenet általános jellemzői 25 Potenciálküszöb 27 Záróirányba előfeszített pn átmenet 27 Nyitóirányban előfeszített pn átmenet 28 Diódahatás 29 A pn átmenet, az energiaszint 30 Általános jellemzők 30 Energiaszintek külső feszül,tség nélkül 30 Energiaszintek a pn átmenet záróirányú előfeszítésénél 31 Energiaszintek a pTn átmenet nyitóirányú előfeszítésénél 33 A pTn átmenet, a tunneldiódák 33 Általános jellemzők 33 A pTn átmenet külső feszültség nélkül 34 Nyitóirányú feszültség és csúcsáram 34 pTn átmenet minimum árama nyitóirányú feszültségnél 36 pTn átmenet diffúziós árama nyitóirányú feszültségnél 37 Záróiurányba előfeszített pTn átmenet 37 Csúcsáram és minimum áram 38 Tunneltronok 39 Rendkívül vékony szigetelőknél fellépő tunnelhatás 39 A tunneltron előnyei és hátrányai 41 A tunneldióda és a tunneltron működésének összehasonlítása 41 Összefoglalás 42 Erősítés és rezgéskeltés negatív váltakozóáramú ellenállással 43 Az eszközök és fejlődésük 43 Általános jellemzők 43 Tranzitronoszcillátor 43 Negatív ellenállású félvezető eszközök 44 Négyrétegű dióda 45 Kétbázisú dióda 46 Erősítés soros kapcsolásban 48 Jelölések és ábrázolási módok 48 Negatív ellenállás 48 Változó egyenáramú ellenállás 49 Soros kapcsolású tunneldiódás erősítő 50 Az egyenáramú ellenállás változása által okozott erősítés soros kapcsolásban 51 Soros kapcsolású erősítő grafikus analízise 56 Soros kapcsolású erősítő erősítésének vonatkoztatása 57 Rezgéskeltés soros kapcsolásban 59 Soros kapcsolású rezgéskeltő 59 A rezgéskeltés és a teljesítményáramlás viszonyai 60 Tunneldióda helyettesítő képe 61 A negatív ellenállás frekvenciafüggése 62 Erősítés párhuzamos kapcsolásban 63 Általános jellemzők 63 Párhuzamos kapcsolású tunneldiódás erősítő 63 A párhuzamos kapcsolás erősítése az egyenáramú ellenállás változásával 65 Párhuzamos kapcsolású erősítő helyettesítő képe 66 A párhuzamos kapcsolású erősítő grafikus analízise 69 Párhuzamos kapcsolású erősítő véges belső ellenállású jelforrásai 70 Rezgéskeltés párhuzamos kapcsolásban 72 Párhuzamos kapcsolású oszcillátor 72 A párhuzamos kapcsolású oszcillátor teljesítményviszonyai 73 Vegyes kapcsolású erősítők 74 Impedancia-illesztés 74 Soros kapcsolású erősítő söntölt dunneldiódával 76 Soros kapcsolású erősítő söntölt munkaellenállással 77 Soros kapcsolású erősítő soros illesztőellenállással 78 Párhuzamos kapcsolású erősítő a tunneldiódával sorbakapcsolt ellenállással 78 Párhuzamos kapcsolású erősítő a munkaellenállással sorbakapcsolt ellenállással 80 Párhuzamos kapcsolású erősítő párhuzamos illesztőellenállással 81 Összefoglalás 82 Erősítők jellemzői és erősítőkapcsolások 84 Zajviszonyok 84 Általános jellemzők 84 A tunneldióda zajának eredete 84 A tunneldióda zajtényezője 85 Torzítás 86 Általános jellemzők 86 Ideális lineáris jelleggörbe 87 Nemlinearitás és torzítás 87 A hőmérséklet hatása 89 A hőmérséklet hatása a csúcs- és a minimum áramra 89 A hőmérséklet hatása a dióda feszültségére 89 A hőmérséklet hatása az egyes alkalmazásokban 90 Előfeszültség-meggondolások 92 Általános jellemzők 92 Zener-diódás feszültségstabilizátor 92 Nyitóirányba előfeszített diódás stabilizátor 93 Erősítők 94 Hangolt rádiófrekvenciás erősítő 94 100 MHz-es rádiófrekvenciás erősítő 95 30 MHz-es rádiófrekvenciás erősítő 96 Hangfrekvenciás tunneldiódás erősítő 97 Összefoglalás 98 Tunneldiódás erősítők láncbakapcsolása 99 Általános jellemzők 99 Kétpóluspárok és kétpólusok 99 A fokozatok elválasztása 99 Illesztve lezárt tápvonalas eljárás 100 Általános jellemzők 100 Illesztve lezárt fokozatok láncbakapcsolása 101 Illesztve lezárt erősítők negyedhullámú transzformátorral 102 Általános jellemzők 102 Negyedhullámú transzformátor 103 Szakadással lezárt negyedhullámú transzformátor 104 Illesztett erősítők 105 Csarnok-izolátorok 107 Általános jellemzők 107 Hall-effektus 108 Csarnok-girátor 109 Csarnok-szigetelő 110 Aszimmetrikus izolátor 111 Hall-izolátor felhasználásával láncbakapcsolt erősítők 112 Aszimmetrikus izolátor alkalmazásával láncbakapcsolt erősítők 113 Iránycsatoló hibrid 114 Általános jellemzők 114 Elektromágneses terek 114 Iránycsatoló hibrid 116 Hibriddel csatolt tunneldiódás erősítők 117 ferrit keringető 118 Általános jellemzők 118 Az elektronok kényszermozgása 119 Lineárisan polarizált hullám 119 ferrit szakaszoló 121 ferrit keringető 122 Ferrit cirkulátor felhasználásával láncbakapcsolt erősítők 123 Összefoglalás 123 Összetett kapcsolások és jellemzők 126 Általános jellemzők 126 Tunneldiódák összekapcsolása 126 Tunneldióda és konstansáramú dióda 126 Tranzisztorok és tunneldiódák 126 Tunneldiódák soros és párhuzamos kapcsolásai 127 Szembekapcsolt tunneldiódák 127 Sorb akapcsolt diódák, a csúcsáramok megnövelése 128 Állandó feszültségű tápfeszültség-forrás 130 Párbakapcsolt vagy ikerdióda elrendezés 132 Vezérelt negatív ellenállás két tunneldiódával 137 Vezérelt negatív ellenállás három tunneldiódával 141 Meghatározott feszültségtartományban állandó áramú tápáramforrás 142 Negatív minimum áramú karakteriszt ika 142 Széles feszültségintervallumban állandóáramú tápáramforrás 143 Konstansáramú és kisáramú diódák 144 Általános jellemzők 144 Negatív ellenállás nagyobb feszültségen 145 Tunneldiódák és tranzisztorok 147 A tunneldióda üzemi áramának megnövelése 147 A tunneldióda üzemi áramának lecsökkentése 148 S típusú és N típusú jelleggörbék 149 Tunneldióda és N típusú jelleggörbe 150 Összefoglalás 151 Oszcillátorok 153 Általános jellemzők 153 Színuszos oszcillátorok 153 Relaxációs oszcillátorok 153 Hangolt LC oszcillátorok 154 A rezonanciafrekvenciánál kisebb és nagyobb frekvenciájú rezgések keltése 154 Frekvenciastabilitás 155 Vegyes kapcsolású oszcillátorok 157 Kristályoszcillátor 158 Feszültséghangolású oszcillátor 159 Szalagtápvonalas oszcillátor 161 100 GHz-es hengeres üregrezonátorú oszcillátor 162 Relaxációs oszcillátorok 162 Általános jellemzők 162 Egy tunneldiódás multivibrátor 164 A párbakapcsolt tunneldiódás billenőkörök általános jellemzői 167 Párbakapcsolttunneldiódás multivibrátor 168 Fűrészfeszültség-generátor 169 Tunneldiódás-tranzisztoros multivibrátor 170 Összefoglalás 171 Impulzus és kapcsoló áramkörök 173 A kapcsoló működés jellemzői 173 Általános jellemzők 173 Működési módok 174 BE és KI állapotok 174 A tunneldióda kapcsolási sebessége 175 Indított áramkörök 176 Egy tunneldiódás monostabil multivibrátor 176 Egy tunneldiódás bistabil multivibrátor 177 Megnövelt érzékenységű bistabil multivibrátor 178 Monostabil vagy bistabil multivibrátor párbakapcsolt tunneldiódákkal 181 Vezérelt negatív ellenállású multivibrátor 182 Impulzus frekvenciaosztó és lépcsőjelgenerátor 183 Kapuáramkörök 184 Általános jellemzők 184 Az ÉS kapu, ill. a VAGY kapu előfeszítése 185 A NEM ÉS kapu vagy a NEM VAGY kapu 187 Az És kapu- vagy VAGY kapuáramkör analízise 190 Chow-féle áramkör 191 És kapu külön bemeneti kapcsokkal 193 NEM kapu vagy KIZÁRÓLAGOS VAGY kapu 195 TÖBBSÉGI kapu, GOTO-pár 197 TÖBBSÉGI kapu párbakapcsolt diódás vezérelt áramkörrel 198 Vezérelt ÉS vagy VAGY áramkör 198 Összefoglalás 199 Modulátorok, demodulátorok és keverő kapcsolások 201 Modulátorok 201 A moduláció általános jellemzői 201 Amplitúdómoduláció 201 Egy-tunneldiódás AM oszcillátor 202 Amplitúdómodulált vezérelt negatív ellenállású eszköz 202 Frekvenciamoduláció 203 FM oszcillátor 204 Demodulátorok 205 Demoduláció 205 Elektroncsöves négyzetes demodulátor 205 Tunneldiódás négyzetes demodulátor 207 Félrehangolt rezgőkörös FM demodulátor 208 Keverő kapcsolások 209 Keverés 209 Egyenirányító, diódával készült keverőkapcsolás 210 Tuneldiódás keverőkapcsolás 211 Hibriddel csatolt tunneldiódás keverő 212 Tunneldiódás önrezgő keverőkapcsolások 213 Összefoglalás 214 A függelék 215 B függelék. A képletek levezetése és analízise 217 Soros kapcsolású erősítő 217 Határfrekvencia és rezonanciafrekvencia 218 A tényleges negatív ellenállás 220 Párhuzamos kapcsolású erősítő 221 Párhuzamos kapcsolású erősítő véges belső ellenállású jelforrással 221 A tunneldióda zajtényezője 224 Szakkifejezések 225 Tartalomjegyzék 229