Calcul simplificat al caracteristicilor de tensiune curente ale echivalentului unei diode lambda
În anii șaptezeci, articole au apărut în diferite reviste care descriu un element foarte interesant al tehnologiei electronice - echivalentul unei diode lambda (ELD). Este inclus în mod special o pereche de FETs cu PN-tranziții de tip diferit și are un curent-tensiune caracteristică (IV caracteristic) similar IV caracteristica diode tunel, dar fără rezistența a doua ramură pozitivă. Spre deosebire de dioda tunelului, ELD-ul la o tensiune mai mare decât tensiunea de închidere Uaccr este închisă, astfel că curentul prin el scade la câțiva picoampere. Circuitul ELD este arătat în figura 1, iar caracteristica de tensiune curentă este prezentată în fig.
Utilizarea ELD ușor implementată ca soluții pentru circuite care sunt tipice pentru diode tunelare și dispozitiv cu totul unic așa cum este prezentat în [1], [2], [3] și [4]. Jurnalul "Radio" a apelat și la acest subiect (vezi [5], [6]).
Un dispozitiv comun pentru a preveni complexitatea calculului ELD ELD CVC din parametrii cunoscuți ai constituente tranzistori sale cu efect de câmp, care la rândul său depinde de complexitatea aproximare a caracteristicii IV FET [7], [8].
Este din cauza aceasta nu a fost încă obținut ca formula de calcul a parametrilor de bază ELD, care pot, în cele mai multe cazuri, să se renunțe la CVC în loc diverse dispozitive bazate pe ELD. Acești parametri includ curentul maxim prin ELD (Imax); tensiunea la care are loc acest curent (Umax); tensiunea de închidere (Uhs); rezistența diferențială negativă a ELD (-rd); coordonatele punctului de inflexiune al ramurii rezistenței negative a caracteristicilor de tensiune curentă ale ELD (Uper, Iper). Cu o formulă care leagă parametrii ELD cu parametrii menționați mai sus, FETs incluse în ea, puteți alege cu ușurință dreptul de pereche de tranzistori, si, de asemenea, pentru a calcula generator, amplificator și orice alt dispozitiv de pe ELD.
În lucrarea de față este descris un calcul aproximativ al caracteristicilor I-V ale unei ELD simetrice și ale parametrilor acesteia.
Pentru a obține o expresie aproximativă pentru CVC ELD consideră că fiecare tranzistor funcționează într-o ELD simetrică, până blocat complet când tensiunile de scurgere-sursă care să nu depășească tensiunea de prag a tranzistorului (și perechea sa, pentru că noi le considerăm a fi identice). În aceste condiții, dependența curentului prin efect de câmp tranzistor de scurgere de tensiune-sursă poate fi considerată tensiune ca aproximativ liniar Usi1 Uzi2 = = U / 2 și Usi2 = Uzi1 = -U / 2 egal în valoare absolută și apoi IVC efect de câmp tranzistor poate fi descris printr-o formulă simplă:
Ic = (Uci / Rm) (1 / Uuss / 2Uotc |) 2. (1)
in care Usi - tensiune drena-sursa de FET (în cazul unei ELD simetrică, așa cum se poate observa din figura 1, Usi = U / 2), Uzi - tensiune poarta-sursă, Uots - tensiunea de prag a FET, și Rm - rezistența FET la porțiunea inițială a caracteristicilor de tensiune curentă la U = 0 în vecinătatea punctului Uc = 0, Ic = 0:
O astfel de expresie simplificată pentru caracteristica I-V a unui tranzistor cu efect de câmp este potrivită pentru calcularea caracteristicii I-V a unei diode lambda când |<|Uотс|. Из рис.1 видно, что ВАХ ЭЛД описывается в этом случае выражением
I (U) = c (U / 2) = (U / 2Rm) (1 | U / 2Uotc |) 2. (2)
Având în vedere că pentru un ELD simetric | Uc | | = | Uzz |, putem presupune aproximativ
unde Smax este abrupta maximă a tranzistorului efectului de câmp, care poate fi luat din cartea de referință sau măsurat. Apoi, expresia pentru caracteristicile curentului de tensiune ale ELD va conține numai parametrii cunoscuți ai tranzistorilor cu efect de câmp:
(U) = 1/2 USmax (1 | U / 2Uotc |) 2 (3).
Diferențiind expresia (3) în raport cu U, putem găsi argumentele sub care această funcție are extreme.
care corespunde datelor din [8], unde aproximarea a fost utilizată pentru calculul caracteristicilor I-V ale tranzistorului cu efect de câmp prin funcții complexe și
Expresia pentru Umax în [8] nu a fost obținută, dar din graficul caracteristicii de curent-tensiune care este disponibil acolo se poate observa că aici, din nou, există o coincidență a rezultatelor calculului.
Înlocuind valoarea Umax de la (4) în (2) sau (3), obținem
Experimentele au arătat că valoarea calculată Im ax de pilot pentru perechile de tranzistori KP303 si KP103, otbrannyh parametrii Smax și Uots nu diferă cu mai mult de 10%. Mai mult, putem determina punctul de inflexiune pe ramura negativă a caracteristicilor curentului de tensiune,
d 2 I / dU 2 = (1 / UotRm) (3U / 4U ori-1). (5)
Ecuând expresia (5) la zero și rezolvând ecuația rezultantă, definim
Iper = 2Uot / 27Rm = Imax / 2,
Pentru asimetrică ELD FET cu diferiți parametri pot fi de asemenea calculată IVC prin utilizarea expresiei (2) sau (3) și primirea sistemului de ecuații conform metodei din [8], dar cu expresii mult mai simple. Coincidența rezultatelor de calcul cu datele experimentale este destul de satisfăcătoare. Soluția sistemului de ecuații este ușor de realizat pe orice calculator sau calculator programabil. Cu toate acestea, pentru parametrii de bază ai ELD asimetric, nu a fost posibil să se obțină expresii în formă explicită.
Trimiteți-le prietenilor: