Устройство с вольт-амперной характеристикой s-типа

 

Изобретение относится к электронной технике. Цель - повышение температурной стабильности устройства. Для этого в устройство введены третий, четвертый и пятый транзисторы n-p-n-типа. Устройство позволяет получать термостабилизированное в большом температурном диапазоне и изменяемое в широких пределах отрицательное дифференциальное сопротивление. 3 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 Н 11/44

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4923107/09 (22) 29.03.91 (46) 07.07.93. Бюл, N. 25 (71) Государствен ый союзный Сиб рс ий научно-исследовательский институт авиации им. С.А.Чаплыгина (72) Л.Н,Степанова (56) Авторское свидетельство СССР

М 1290491, кл. Н 03 Н 11/44, 06.09.85.

Изобретение относится к электронной технике и может использоваться в качестве элемента в устройствах аналоговой и импульсной техники, работающих в широком температурном диапазоне, Цель изобретения — повышение температурной стабильности устройства.

На фиг. 1 показана схема устройства с вольт-амперной характеристикой S-типа; на фиг. 2 — вольт-амперная характеристика S-типа; на фиг. 3 а — вольт-амперные характеристики S-типа не термостабилизированного устройства, где ломаной ОАВС обозначена

ВАХ S-типа устройства при температуре Т0 =

+20 С; 0MNP — ВАХ устройства при температуре Т = Т> + AT, (где ЛТ вЂ” приращение температуры); на фиг. 3 б — вольт-амперные характеристики термостабилизированного устройства, где ломаной OAMN обозначена

ВАХ устройства при температуре Т = +20 С, ломаной OFKN — ВАХ устройства при температуре Т= Т0+ AT.

На фиг, 1 приняты следующие обозначения:

1, 8, 9, 1О, 11 — транзисторы и-р-и-типа;

2, 7 — транзисторы р-и-р-типа;

3 — первая выходная шина;

„„. Ж„„1826125 Al (54) УСТРОЙСТВО С ВОЛЬТ-АМПЕРНОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКОЙ S-ТИПА (57) Изобретение относится к электронной технике. Цель — повышение температурной стабильности устройства. Для этого в устройство введены третий, четвертый и пятый транзисторы Il-p-Il-типа. Устройство позволяет получать термостабилизированное в большом температурном диапазоне и изменяемое в широких пределах отрицательное дифференциальное сопротивление. 3 ил.

4 — вторая выходная шина;

5, 12, 13, 14, 15, 16 — резисторы;

6 — положительный полюс источника питания.

Устройство с вольт-амперной характеристикой S-типа, содержащее транзистор 1 и-р-и-типа и транзистор 2 р-п-р-типа, включенные между двумя выходными шинами 3, 4 и первый резистор 5 между выходной шиной 3 и соответствующим положительным полюсом источника 6 питания, Кроме того, в устройство введены второй транзистор 7 р-п-р-типа, второй 8, третий 9, четвертый 10, пятый 11 транзисторы и-р-и-типа и второй

12, третий !3, четвертый 14, пятый 15 и шестой 16 резисторы. При этом эмиттер второго транзистора 7 р-и-р-типа соединен с первой выходной шиной 3. Его коллектор и база соединены между собой и подключены к базе первого транзистора 2 р-п-р-типа, а также — к коллектору второго транзистора 8 и-р-и-типа и второму резистору 12. Второй конец резистора 12 соединен с базой второго транзистора 8 п-р-п-типа, в первом конце третьего резистора 13 и коллекторами первого транзистора 2 р-и-и-типа и третьего транзистора 9 и-р-и-типа. Эмиттер второго

1826125

20 транзистора 8 и-р-и-типа соединен со вторым концом третьего резистора 13, базой третьего транзистора 9 и-р-и-типа и коллектором первого транзистора 1 п-р-п-типа.

Змиттер третьего транзистора 9 и-р-и-типа соединен с коллектором и базой четвертого транзистора 10 и-р-и-ТНпа и базой первого транзистора 1 и-р-и-типа. Змиттер четвертого транзистора 10 и-р-и-типа соединен с эмиттером первого транзистора 1 и-р-и-THпа и с четвертым резистором 14, второй конец которого соединен со второй выходной виной 4. Эмитгеры четвертого 10 и первого 1 транзисторов и-р-и-типа через пятый резистор 15 соединен с базой пятого транзистора 11 и-р-и-типа. Змиттер пятого транзистора 11 и-р-и-типа соединен с базой третьего транзистора 9 и-р-и-типа. Коллектор пятого транзистора 11 и-р-и-типа соединен с коллектором третьего транзистора 9 п-р-п-тира, а между коллектором и базой пятого транзистора 11 и-р-и-типа включен шестой резистор 16, Экспериментальные исследования проводились с устройством, выполненным на 2 транзисторных сборках 198НТ1А, 198НТ8А.

Для использования данного устрОЙства на токи, порядка сотен мА, достаточно заменить тип транзистора (вместо транзисторных сборок использовать транзисторы 3 средней мощности типа КТ819А, Б).

Устройство работает следующим ОбраЗОМ.

В исходном состоянии транзисторы закрыты. Повышение питания напряжения Ел 3 вызывает увеличение тока, протекающего через "токовые зеркала", выполненные на транзисторах 1,10 и-р-и-типа и транзисторах 7,2, выполнеHHblx Н8 транзисторах р ир-типа. При идентичности технологических 4 параметров транзисторов ток (отклик), протекающий через тракзистор 1 (или 2), всегда будет равен току, протекающему через транзистор 10 (или 7) (фиг. 1).

При определении напряжений и токов 4 включения и выключения в устройствах с вольт-амперной характеристикой (БАХ) Sтипа, как показано на фиг. 2, выделяется три участка, соответствующие трем режимам работы транзисторов. На участке 0А тран- 5 эисторы работают в области до вкл1очения, на участке А — в линейном режиме, на участке ВС вЂ” в режиме насыщения. Поэтому при анализе режимов работы таких устройств составляется три схемы замещения.

Увеличение питающего напряжения Ел 6 вызывает увеличение тока, протекающего через "токовые зеркала", выполненные на транзисторах 1,10 и 7,2, а также тока, протекающего через резисторы 12, 13, 14, 16, 15, Причем сопротивление резистора 14 выбирается много меньше остальных сопротивлений (R14 «R12, R13) устройства: 14 « 12, 14 << 13. 14 < < 16. 14 « 16

При работе в первом режиме (фиг. 2) до включения транзисторов следует учитывать, что вначале общей ток 1 бщ протекает через резистор 5, переход база-эмиттер транзистора 7, резисторы 12, 16, 15, 14. При дальнейшем увеличении питающего напряжения все большая часть тока начинает протекать через резисторы 12, 13, переходы база — эмиттер транзисторов 7, 9, 10.

Ток, протекающий через реэисторный делитель 16, 15, 14, создает на резисторах 14, 15 падение напряжения, которое еще больше открывает транзистор 11. При этом транзистор 11 оказывает шунтирующее влияние на резистор 13, Эквивалентное сопротивление

Йэкв1 НаХОдИтСя ИЗ СООтНОШЕНИя: 13 кэ11 экв1

ГДЕ Йкэ11 — СОПРОТИВЛЕНИЕ ПЕРЕХОДа КОЛЛЕКтор-эмиттер транзистора 11.

Транзисторы 2 и 8 образуют эквивалент р-п-р-п-структуры, обладающей положительной обратной связью по току, По мере повышения питающего напряжения Ел 6 увеличивается ток, протекающий через "токовые зеркала", резисторы 12, 13 и переход база — эмиттер транзистора 9. Это приводит к повышению падения напряжения на резисторе 12. В результате этого транзистор 8 еще больше открывается, увеличиваются его базовый и коллекторный ток. Потенциал коллектора транзистора 8 уменьшается, что вызывает еще больше открывание транзистора 2 р-п-р-типа.

После включения устройства (фиг. 2) ток через резистор 12 практически не протекает, а затем (по мере увеличения падения напряжения не резисторе 13) изменяет направление на противоположное, так как изменяется знак разности потенциалов на резисторе 12. Напряжение включения устройства находится из соотношения:

Овкл = 306э + 0бэ экв1 (R12 (R13 + кэ11 ) + R13 кэ11 )

=гэбэ+ Обэ R R R + R (2)

ГдЕ 0бэ — НаПряжЕНИЕ На ПЕрЕХОдЕ баЗаэмиттер транзистора. Ток включения, при котором устройство переходит в линейный режим работы (фиг. 2), определяется как

1826125

6,и я пьезопреобразователях, используемых при акустико-эмиссионном методе контроля прочности авиационных конструкций.

Формула изобретения 5

Устройство с вольт-амперной характеристикой S-типа, содержащее первый и второй транзисторы р-п-р-типа, первый и второй транзисторы п-р-п-типа, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой 10 резисторы, при этом эмиттер первого транзистора р-и-р-типа является первой выходной шиной и через первый резистор соединен с шиной питания, а второй выходной шиной является первый выводчетвер- 15 того резистора, второй вывод которого подключен к первому выводу пятого резистора, коллектор и база второго транзистора и-р-и-типа соединены с первыми выводами соответственно второго и третье- 20

ro резисторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения температурной стабильности, введены третий, четвертый и пятый транзисторы п-р-п-типа, причем коллектор первого и эмиттер второго транзисторов и-р-и-типа подключены к второму выводу третьего резистора, к базе третьего и эмиттеру пятого транзистора п-р-п-типа, эмиттер третьего транзистора и-р-и-типа соединен с базой и коллектором четвертого. и базой первого транзисторов п-р-п-типа, эмиттеры которых подключены к первому выводу пятого резистора, второй вывод которого соединен. с базой пятого транзистора и-р-и-типа и через шестой резистор — с базой второго и коллектором пятого транзисторов п-р-п-типа, с вторым выводом второго резистора и с коллектором первого транзистора р-и-р-типа. база которого подключена к коллектору второго транзистора и-р-и-типа и к базе и коллектору второго транзистора р-п-р-типа, эмиттер которого соединен с эмиттером первого транзистора р-п-р-типа, 1826125

Фиг З

Составитель Л.Степанова

Тех ред M.Моргентал Корректор М.Кешеля

Редактор

Заказ 2322 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035 Москва Ж-35 Pa àñêàÿ наб. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101