في الإلكترونيات الحديثة ، يتم استبدال ثنائيات النفق بمكونات أكثر ملاءمة لحل المشكلات نفسها. ولكن لماذا لا تجرّب عنصرًا نشطًا كان يُعتبر ذات يوم الأسرع؟
تنقسم ثنائيات النفق إلى تلك المخصصة للمكبرات ومولدات النبض والدوائر الرئيسية. طبقًا لورقة
البيانات ، فإن ثنائيات سلسلة 3I306 مصممة للاستخدام في أجهزة التبديل. يوضح الرسم البياني اعتماد انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي على التيار من خلاله على جزء مستقيم من الخاصية I - V:
مرتدة طابع المؤلف ، ويتكون من مولد إشارة ، ومقاوم 10 أوم ومنظار الذبذبات. في هذه الحالة ، يحدث خطأ: تقيس إحدى قنوات الذبذبات الجهد الكلي على الدائرة التسلسلية بأكملها من الصمام الثنائي والمقاوم ، والآخر فقط على المقاوم (يمكن تحديد التيار بشكل غير مباشر من الثانية من هذه الفولتية). من الممكن حساب انخفاض الجهد فقط على الصمام الثنائي عن طريق تصدير المنحنيات إلى ملف CSV ، ثم إنشاء الرسوم البيانية في Python باستخدام matplotlib.
مثال على خاصية I-V لصمام ثنائي النفق على شاشة مرسمة الذبذبات:
في البداية ، يرتفع التيار عبر الصمام الثنائي إلى حوالي 11 مللي أمبير حتى يرتفع الجهد إلى 150 مللي فولت ، ثم ينخفض بشكل حاد إلى 500 ميكروليتر ويزيد مرة أخرى. هذا هو مجال المقاومة التفاضلية السلبية حيث ينخفض التيار مع زيادة الجهد.
لدراسة تشغيل الصمام الثنائي في جهاز التبديل ، قام المؤلف بتوصيله بموصلي BNC. ترتبط حالاتهم معًا ، ويتم توصيل الصمام الثنائي بين جهات الاتصال المركزية. يتم تغذية الإشارة الصادرة من المولد ذي مقاومة الخرج بمقدار 50 أوم من خلال الصمام الثنائي إلى مرسمة الذبذبات ذات مقاومة الدخل نفسها:
سلوك الصمام الثنائي مستقل عن الموجي. عندما يتجاوز الجهد العتبة ، يحدث التبديل. طبق المؤلف إشارة ثلاثية التردد بتردد 100 kHz. يتحلل التيار في 900 بيكو ثانية ، والزيادة في 1.1 نانو ثانية. مثيرة للإعجاب ، خاصة عندما تفكر في أن الدائرة تتكون من جزء واحد ، وليس حساب مولد الإشارة. مع مولد موجة مربعة في الموقت 555 ، يستغرق التبديل حوالي 100 نانو ثانية.
لكن حجم إشارة الخرج صغير ، حيث تعمل الثنائيات النفقية عند انخفاض الجهد والتيارات.
علاوة على ذلك ، يحاول المؤلف استخدام الصمام الثنائي التبديل لأغراض أخرى - في المولد. هنا سوف يحافظ على التذبذبات غير المستهلكة في الدائرة:
تتكون دائرة التذبذب في البداية من منعطف يبلغ قطره 9 مم ومكثفًا يبلغ 2 pF. يغلق المكثف 10 nF التذبذبات المولدة لنفسه ، دون تمريرها في دائرة الطاقة. الجهد الكهربائي للإمداد 700 mV ، بعد بدء تشغيل المولد في العمل عندما ينخفض الجهد الكهربائي إلى 330 mV.
في البداية ، عمل المولد بتردد 295 ميغاهيرتز. عند استبدال المكثف في الدائرة بآخر بسعة في pF ، زاد التردد إلى 300 ميجاهرتز فقط ، مما يعني أن سعة الصمام الثنائي الخاصة تخفض التردد أكثر. بعد حساب محاثة الملف ، قام المؤلف أيضًا بحساب سعة الصمام الثنائي الخاصة - 18 pF. تقول ورقة البيانات أنها لا تتجاوز 30 pF ، وقد اتضح أن ذلك كان كذلك.
عند مراقبة التقلبات ، من المهم عدم إضافة سعة إضافية إلى الدائرة. مع مسبار الذبذبات 10x ، تبلغ السعة 10 pF ، وهو ما يكفي لتقليل التردد أكثر. لذلك ، أغلق المؤلف مدخلات مرسمة الذبذبات إلى العلبة ، بعد أن تلقى ملف قياس آخر. إحضاره إلى حلقة الدائرة ، يمكنك الحصول على محول دون الأساسية. لا يمكن التعرف على سعة التذبذب بهذه الطريقة ، لكن يمكنك أن ترى كيف يعتمد ذلك على جهد التيار الكهربائي.
لزيادة تردد التوليد ، قام المؤلف بتقصير أطراف الصمام الثنائي وتوصيل مكثف بترتيب دبوس محوري لهم مباشرة. لم تعد هناك حاجة لفائف ، يتم توفير الحث من مخرجات المكونات. بعد تطبيق جهد تزويد 700 mV على الدائرة ، بدأ الليزر بتردد 581 MHz. كيف لزيادة ذلك؟ خذ مرنان تجويف؟
ربما ، لم يكن الأمر سهلاً على المصممين أن يتعاملوا مع الثنائيات النفقية: كانت القاعدة "نحن نبني مكبرًا للصوت - كما تبين المولد" تسعى جاهدة إلى الاحترام هنا. لذلك ، لم يحاول المؤلف بعد صنع مكبر للصوت على مثل هذا الصمام الثنائي.
أخذ المؤلف إشارة الخرج بالطريقة نفسها ، وعلى الرغم من أنها تشبه الجيوب الأنفية تمامًا ، إلا أنه يمكن تشويهها ، على تردد 581 MHz فقط ، ليس لدى مرسِّم الذبذبات 1 جيجاهرتز دقة كافية للكشف عن التشوه. تمامًا كما في الحالة السابقة ، لا يمكن قياس السعة بدقة ، مما يعني أنه لن يكون من الممكن مقارنة هذا المولد بالمولد السابق.
تعد الثنائيات في النفق "شديدة": فشلت إحداها أثناء إزالة خاصية I - V نظرًا لأن سعة الإشارة كبيرة جدًا من المولد ، والآخر ناتج عن ارتفاع درجة الحرارة أثناء اللحام. مع الثمانية الباقين ، تعامل المؤلف مع أكثر دقة. من الضروري لحام الصمام الثنائي عند درجة حرارة لا تزيد عن 260 درجة مئوية لمدة لا تزيد عن 3 ثوانٍ وبغطاء حراري. لا يحتوي المؤلف على ملاقط نحاسية موصى بها لهذه الأغراض ، بسمك 2 مم ، لكن مشبك ألومنيوم ، تم شراؤه في الأصل لمكونات جرمانيوم ملحوم ، جاء:
تخاف الثنائيات أيضًا من الاستاتيك ، بالإضافة إلى ذلك ، "لا يسمح باختبار الصمام الثنائي بواسطة اختبار". بعد هذه التجربة ، نجا المؤلف من الصمام الثنائي ، ولكن خلال الاختبار لم يرن في أي من الاتجاهين. تحتاج إلى تحديد قطبية بواسطة التوضيح في ورقة البيانات.
إذا كنت ستجرب ثنائيات النفق ، فقم بشرائها فقط في حالة وجود هامش ، ولكن ابدأ في مراقبة هذه القواعد البسيطة على الفور. ثم لن تخسر واحدة.