हम 3I306M के उदाहरण पर सुरंग डायोड का अध्ययन करते हैं

आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में, सुरंग डायोड को उन घटकों द्वारा दबाया जाता है जो समान समस्याओं को हल करने के लिए अधिक सुविधाजनक होते हैं। लेकिन उस सक्रिय तत्व के साथ प्रयोग क्यों नहीं किया गया जिसे कभी सबसे तेज में से एक माना जाता था?

सुरंग डायोड एम्पलीफायरों, पल्स जनरेटर और कुंजी सर्किट के लिए उन लोगों में विभाजित हैं। डेटाशीट के अनुसार, 3I306 श्रृंखला डायोड स्विचिंग उपकरणों में उपयोग के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। ग्राफ I के सीधे हिस्से पर इसके माध्यम से वर्तमान में डायोड पर वोल्टेज ड्रॉप की निर्भरता दिखाता है - वी विशेषता:


लेखक की वर्णमाला में सुधार हुआ है, इसमें एक सिग्नल जनरेटर, एक 10-ओम अवरोधक और एक आस्टसीलस्कप है। इस स्थिति में, एक त्रुटि उत्पन्न होती है: आस्टसीलस्कप का एक चैनल डायोड और रोकनेवाला से पूरे धारावाहिक सर्किट पर कुल वोल्टेज को मापता है, और दूसरा केवल रोकनेवाला पर (वर्तमान इन वोल्टेज के दूसरे से अप्रत्यक्ष रूप से निर्धारित किया जा सकता है)। सीएसवी फ़ाइल में घटता को निर्यात करके डायोड पर केवल वोल्टेज ड्रॉप की गणना करना संभव है, और फिर पाइथन में मैटलपोटलिब के साथ रेखांकन उत्पन्न करना।

एक आस्टसीलस्कप स्क्रीन पर सुरंग डायोड की I-V विशेषता का एक उदाहरण:


प्रारंभ में, डायोड के माध्यम से धारा लगभग 11 mA तक बढ़ जाती है जब तक कि वोल्टेज 150 mV तक नहीं बढ़ जाता है, फिर तेजी से 500 μA तक कम हो जाती है और फिर से बढ़ जाती है। यह नकारात्मक अंतर प्रतिरोध का क्षेत्र है जहां बढ़ती वोल्टेज के साथ वर्तमान घट जाती है।

स्विचिंग डिवाइस में डायोड के संचालन का अध्ययन करने के लिए, लेखक ने इसे दो बीएनसी कनेक्टर्स से जोड़ा। उनके मामले एक साथ जुड़े हुए हैं, और एक डायोड केंद्रीय संपर्कों के बीच जुड़ा हुआ है। 50 ओम के आउटपुट प्रतिबाधा के साथ जनरेटर से संकेत डायोड के माध्यम से आस्टसीलस्कप को एक ही इनपुट प्रतिबाधा के साथ खिलाया जाता है:


डायोड का व्यवहार तरंग से स्वतंत्र है। जब वोल्टेज थ्रेशोल्ड से अधिक हो जाता है, तो स्विचिंग होती है। लेखक ने 100 kHz के क्रम की आवृत्ति के साथ एक त्रिकोणीय संकेत लागू किया। वर्तमान में 900 पिकोसेकंड में गिरावट आती है, और 1.1 नैनोसेकंड में वृद्धि होती है। प्रभावशाली, खासकर जब आप समझते हैं कि सर्किट में एक हिस्सा होता है, सिग्नल जनरेटर की गिनती नहीं। टाइमर 555 पर एक स्क्वायर-वेव जनरेटर के साथ, स्विचिंग में लगभग 100 नैनोसेकंड लगते हैं।


लेकिन आउटपुट सिग्नल का परिमाण कम है, क्योंकि टनलिंग डायोड कम वोल्टेज और धाराओं पर काम करते हैं।

इसके अलावा, लेखक अन्य उद्देश्यों के लिए एक स्विचिंग डायोड का उपयोग करने की कोशिश करता है - जनरेटर में। यहाँ वह परिपथ में अविभाजित दोलनों को बनाए रखेगा:


दोलन सर्किट में शुरू में 9 मिमी के व्यास और 2 पीएफ के संधारित्र के साथ एक मोड़ शामिल था। एक 10 एनएफ संधारित्र उत्पन्न होने वाले दोलनों को अपने आप बंद कर देता है, उन्हें पावर सर्किट में पारित नहीं करता है। आपूर्ति वोल्टेज 700 mV है, जनरेटर शुरू करने के बाद काम करना जारी रखता है जब वोल्टेज 330 mV पर गिरता है।


सबसे पहले, जनरेटर ने 295 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर काम किया। जब पीएफ में एक समाई के साथ सर्किट में कैपेसिटर को दूसरे के साथ बदल दिया जाता है, तो आवृत्ति केवल 300 मेगाहर्ट्ज तक बढ़ जाती है, जिसका अर्थ है कि डायोड की अपनी समाई ने आवृत्ति को और कम कर दिया। कुंडल अधिष्ठापन की गणना करने के बाद, लेखक ने डायोड की अपनी समाई की गणना की - 18 पीएफ। डेटाशीट का कहना है कि यह 30 पीएफ से अधिक नहीं है, और यह ऐसा हुआ।

उतार-चढ़ाव का अवलोकन करते समय, सर्किट में अतिरिक्त क्षमता को जोड़ना महत्वपूर्ण है। 10x आस्टसीलस्कप जांच के साथ, समाई 10 पीएफ है, जो आवृत्ति को और कम करने के लिए पर्याप्त है। इसलिए, लेखक ने मामले में आस्टसीलस्कप के इनपुट को बंद कर दिया, जिससे एक और कुंडल प्राप्त हुआ - माप। इसे सर्किट के लूप में लाते हुए, आप एक कोर के बिना एक ट्रांसफार्मर प्राप्त कर सकते हैं। दोलन आयाम को इस तरह से पहचाना नहीं जा सकता है, लेकिन आप देख सकते हैं कि यह आपूर्ति वोल्टेज पर कैसे निर्भर करता है।


पीढ़ी की आवृत्ति को बढ़ाने के लिए, लेखक ने डायोड टर्मिनलों को छोटा किया और एक संधारित्र को सीधे अक्षीय पिन व्यवस्था से जोड़ा। कॉइल की अब आवश्यकता नहीं है, घटकों के आउटपुट द्वारा अधिष्ठापन प्रदान किया जाता है। सर्किट में 700 mV आपूर्ति वोल्टेज लगाने के बाद, 581 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर लेसिंग शुरू हुई। इसे और कैसे बढ़ाया जाए? एक गुहा प्रतिध्वनि ले लो?


शायद, डिजाइनरों के लिए सुरंग डायोड के साथ काम करना आसान नहीं था: नियम "हम एक एम्पलीफायर का निर्माण करते हैं - यह जनरेटर का पता लगाता है" यहां सम्मानित होने का प्रयास कर रहा था। इसलिए, लेखक ने अभी तक इस तरह के डायोड पर एक एम्पलीफायर बनाने की कोशिश नहीं की है।

लेखक ने आउटपुट सिग्नल को उसी तरह से लिया, और हालांकि यह पूरी तरह से साइनसॉइडल दिखता है, यह विकृत हो सकता है, बस 581 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर 1 गीगाहर्ट्ज आस्टसीलस्कप में विरूपण का पता लगाने के लिए पर्याप्त संकल्प नहीं है। बस पिछले मामले में, आयाम को सटीक रूप से मापना संभव नहीं है, जिसका अर्थ है कि पिछले एक के साथ इस जनरेटर की तुलना करना संभव नहीं होगा।

सुरंग डायोड बहुत "निविदा" हैं: उनमें से एक I - V की विशेषता के दौरान जनरेटर से संकेत के आयाम के कारण बहुत बड़े पैमाने पर विफल हो गया, और दूसरे को टांका लगाने के दौरान ओवरहीटिंग से। शेष आठ के साथ, लेखक ने बहुत अधिक नाजुक रूप से संभाला। यह 3 सेकंड से अधिक नहीं और गर्मी सिंक के साथ 260 डिग्री सेल्सियस से अधिक के तापमान पर डायोड को मिलाप करना आवश्यक है। लेखक के पास ऐसे उद्देश्यों के लिए अनुशंसित तांबे की चिमटी नहीं है, 2 मिमी मोटी, लेकिन एक एल्यूमीनियम क्लिप, जिसे मूल रूप से जर्मेनियम घटकों को सोल्डर करने के लिए खरीदा गया था:


डायोड भी स्थैतिक से डरते हैं, इसके अलावा, "एक परीक्षक द्वारा डायोड परीक्षण की अनुमति नहीं है।" इस तरह के प्रयोग के बाद, लेखक डायोड से बच गया, लेकिन परीक्षण के दौरान यह दोनों दिशाओं में नहीं बजा। आपको डेटाशीट में चित्रण से ध्रुवता निर्धारित करने की आवश्यकता है।

यदि आप सुरंग डायोड के साथ प्रयोग करने जा रहे हैं, तो उन्हें केवल एक मार्जिन के साथ खरीद लें, लेकिन तुरंत इन सरल नियमों का पालन करना शुरू करें। और फिर आप एक भी नहीं खोएंगे।