टनल डायोड पर आधारित स्व-थरथरानवाला। टनल डायोड: सरल भाषा में विस्तार से टनल डायोड जनरेटर

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बेलारूसी राष्ट्रीय तकनीकी विश्वविद्यालय

उपकरण इंजीनियरिंग संकाय

सूचना और माप उपकरण और प्रौद्योगिकी विभाग

पाठ्यक्रम कार्य

अनुशासन में: "उपकरण प्राप्त करना और संचारित करना"

विषय: टनल डायोड पर मास्टर ऑटो-जनरेटर

कलाकार: नोविक एस.एफ.

प्रमुख: वोरोबे आर.आई.

निबंध

पाठ्यक्रम कार्य में 18 पृष्ठ, 4 चित्र, 1 परिशिष्ट शामिल हैं।

ऑटो-जनरेटर, डायोड ऑटो-जनरेटर, टनल डायोड, सर्किट आरेख।

पाठ्यक्रम कार्य का उद्देश्य एक सर्किट आरेख विकसित करना और एक सुरंग डायोड के आधार पर एक मास्टर ऑसिलेटर की गणना करना, इसके संचालन का वर्णन करना और सर्किट आरेख में शामिल तत्वों की गणना करना है।

परियोजना प्रस्तुत करती है: एक सुरंग डायोड और इसकी गणना के आधार पर एक मास्टर सेल्फ-ऑसिलेटर का एक विद्युत सर्किट आरेख।

परिचय

1. टनल डायोड पर आधारित स्व-ऑसिलेटर के संचालन के सिद्धांत का विश्लेषण

1.1 स्व-जनरेटर के बारे में सामान्य जानकारी

1.2 डायोड स्व-ऑसिलेटर

1.3 टनल डायोड

2. टनल डायोड पर आधारित सेल्फ-ऑसिलेटर सर्किट का विकास

3. टनल डायोड पर आधारित सेल्फ-ऑसिलेटर सर्किट की गणना

3.1 टनल डायोड का चयन

3.2 डायोड मोड गणना

3.3 पावर सर्किट गणना

3.4 गुंजयमान यंत्र की गणना

3.5 क्षमता सीएसवी और सी1 की गणना

निष्कर्ष

प्रयुक्त स्रोतों की सूची

परिचय

पाठ्यक्रम कार्य के दौरान, टनल डायोड पर आधारित एक मास्टर ऑसिलेटर सर्किट विकसित और गणना की गई।

एक स्व-थरथरानवाला विद्युत चुम्बकीय दोलनों का एक स्रोत है, जिसमें दोलन बाहरी प्रभाव के बिना अनायास उत्तेजित होते हैं। इसलिए, बाहरी उत्तेजना (पावर एम्पलीफायर) वाले जनरेटर के विपरीत, स्व-उत्साहित जनरेटर को अक्सर स्व-उत्साहित जनरेटर कहा जाता है।

रेडियो ट्रांसमीटरों में, स्व-ऑसिलेटर का उपयोग मुख्य रूप से कैस्केड के रूप में किया जाता है जो वाहक दोलन आवृत्ति निर्धारित करता है। ऐसे जनरेटर ट्रांसमीटर एक्साइटर का हिस्सा होते हैं और मास्टर जनरेटर कहलाते हैं। उनके लिए मुख्य आवश्यकता उच्च आवृत्ति स्थिरता है। कुछ प्रकार के ट्रांसमीटरों में (विशेषकर माइक्रोवेव रेंज में), स्व-ऑसिलेटर आउटपुट चरण हो सकते हैं। ऐसे जनरेटर की आवश्यकताएं पावर एम्पलीफायरों के समान हैं - उच्च आउटपुट पावर और दक्षता सुनिश्चित करने के लिए।

टनल डायोड एक संकीर्ण पी-एन जंक्शन वाला एक कम-शक्ति जनरेटर डायोड है, जिसके सक्रिय गुण एक विस्तृत आवृत्ति रेंज में प्रकट होते हैं - प्रत्यक्ष धारा से लेकर माइक्रोवेव तक।

1. टनल डायोड पर आधारित स्व-ऑसिलेटर के संचालन के सिद्धांत का विश्लेषण

1.1 स्व-जनरेटर के बारे में सामान्य जानकारी

मास्टर ऑसिलेटर्स को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि उनमें हार्मोनिक ऑसीलेशन उत्तेजित होते हैं। हार्मोनिक दोलन जनरेटर का मुख्य तत्व एक अनुनादक है, जिसका मुख्य गुण क्षणिक प्रक्रिया की दोलन प्रकृति है। सबसे सरल अनुनादक एक दोलन परिपथ है। यदि ऊर्जा को दोलन सर्किट में पेश किया जाता है, तो पर्याप्त उच्च गुणवत्ता वाले कारक (क्यू "1) पर, वर्तमान दोलन होते हैं जो समय के साथ कम हो जाते हैं। दोलन आयाम में कमी को सर्किट में बिजली के नुकसान से समझाया जाता है। इस प्रकार, एक बनाने के लिए हार्मोनिक दोलनों के स्व-थरथरानवाला, पर्याप्त उच्च गुणवत्ता वाले कारक के साथ एक गुंजयमान यंत्र का उपयोग करना और नुकसान की भरपाई करना आवश्यक है।

अंतिम स्थिति को पूरा करने के लिए, समय-समय पर उत्तेजित दोलनों के साथ अनुनादक में विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के कुछ हिस्सों को जोड़ना पर्याप्त है। ऊर्जा का स्रोत एक स्थिर विद्युत क्षेत्र हो सकता है; इसकी ऊर्जा को कंपन ऊर्जा में बदलने के लिए एक सक्रिय तत्व (एई) की आवश्यकता होती है। सेल्फ-ऑसिलेटर का ब्लॉक आरेख चित्र 1 में दिखाया गया है। रेज़ोनेटर में मौजूद दोलनों के साथ एई के संचालन को सिंक्रनाइज़ करने के लिए यहां फीडबैक की आवश्यकता है।

चित्र 1 - स्व-ऑसिलेटर का ब्लॉक आरेख

एलसी सर्किट और क्वार्ट्ज प्लेट्स का उपयोग उच्च आवृत्ति रेंज में अनुनादक के रूप में किया जाता है; माइक्रोवेव के लिए - वितरित मापदंडों, ढांकता हुआ वॉशर, फेराइट क्षेत्रों आदि के साथ लाइनों के खंड। सक्रिय तत्व द्विध्रुवी और क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर, साथ ही जनरेटर डायोड - सुरंग, हिमस्खलन-स्पैन, गन डायोड, आदि हो सकते हैं।

ऑटोजेनरेटर के संचालन का तंत्र इस प्रकार है। जब ऊर्जा स्रोत चालू होता है, तो अनुनादक में एक क्षणिक दोलन प्रक्रिया होती है, जो एई को प्रभावित करती है। उत्तरार्द्ध स्रोत ऊर्जा को दोलन ऊर्जा में परिवर्तित करता है और इसे अनुनादक में स्थानांतरित करता है। यदि सक्रिय तत्व द्वारा आपूर्ति की गई शक्ति अनुनादक और भार द्वारा खपत की गई शक्ति से अधिक है, अर्थात, स्व-उत्तेजना की स्थिति पूरी हो जाती है, तो दोलनों का आयाम बढ़ जाता है। जैसे-जैसे आयाम बढ़ता है, एई की गैर-रैखिकता प्रकट होती है; परिणामस्वरूप, आउटपुट पावर की वृद्धि धीमी हो जाती है और एक निश्चित दोलन आयाम पर, आउटपुट पावर खपत की गई शक्ति के बराबर हो जाती है। यदि यह ऊर्जा संतुलन छोटे विचलन के लिए स्थिर है, तो स्व-थरथरानवाला में एक स्थिर दोलन मोड स्थापित किया जाता है।

ऑटोजेनरेटर रेडियो ट्रांसमीटरों के अन्य कैस्केड से काफी भिन्न होते हैं, जिसमें यहां दोलनों की आवृत्ति और आयाम किसी बाहरी स्रोत द्वारा नहीं, बल्कि उनके स्वयं के दोलन प्रणाली और सक्रिय तत्व के मापदंडों द्वारा निर्धारित होते हैं।

1.2 डायोड स्व-ऑसिलेटर

एई के प्रकार के आधार पर, ट्रांजिस्टर और डायोड स्व-ऑसिलेटर को प्रतिष्ठित किया जाता है।

डायोड स्व-ऑसिलेटर जनरेटर डायोड में विशिष्ट प्रक्रियाओं के कारण स्थिर दोलन प्रदान करते हैं; यहां फीडबैक विशेष तत्वों के उपयोग के बिना स्वचालित रूप से किया जाता है।

1.3 टनल डायोड

टनल डायोड एक संकीर्ण पी-एन जंक्शन वाला एक कम-शक्ति जनरेटर डायोड है, जिसके सक्रिय गुण एक विस्तृत आवृत्ति रेंज में प्रकट होते हैं - प्रत्यक्ष धारा से लेकर माइक्रोवेव तक। यह आपको विभिन्न प्रकार की आवृत्तियों पर सुरंग स्व-ऑसिलेटर बनाने की अनुमति देता है। टनल डायोड का उपयोग करने वाले सेल्फ-ऑसिलेटर्स की आउटपुट पावर आमतौर पर सैकड़ों माइक्रोवाट होती है। डायोड का एक महत्वपूर्ण लाभ विकिरण स्थितियों के तहत एक सक्रिय तत्व के रूप में इसके गुणों का संरक्षण है।

टनल डायोड (चित्रा 2ए) के समतुल्य सर्किट में एक वर्तमान जनरेटर होता है मैं एक (यूए), पी-एल जंक्शन एसबी की बाधा समाई ( यूए), सेमीकंडक्टर और संपर्क आरएस में हानि प्रतिरोध, और टर्मिनल इंडक्शन एलवी। चित्र 2बी में धराशायी रेखा पीएन जंक्शन के साथ एक पारंपरिक डायोड की स्थिर वर्तमान-वोल्टेज विशेषता को दर्शाती है।

चित्र 2. एक सुरंग डायोड का समतुल्य सर्किट (ए) और एक वर्तमान जनरेटर की स्थिर वर्तमान-वोल्टेज विशेषता (बी)

2. टनल डायोड पर आधारित सेल्फ-ऑसिलेटर सर्किट का विकास

1. एक सुरंग डायोड एक एन-प्रकार वर्तमान-वोल्टेज विशेषता वाला एक उपकरण है, इसलिए वर्तमान जनरेटर आईए (यूए) के कनेक्शन बिंदुओं पर एलवी एन सा को ध्यान में रखते हुए ऑसिलेटरी सिस्टम में किसी दिए गए समानांतर अनुनाद होना चाहिए आवृत्ति।

चित्र 3. सुरंग डायोड के प्रमुख विद्युत (ए) और समकक्ष (बी) बिजली आपूर्ति सर्किट।

2. नकारात्मक ढलान का एक खंड बहुत कम वोल्टेज यूए पर मौजूद है। डायोड को स्व-ऑसिलेटर के सक्रिय तत्व के रूप में कार्य करने के लिए, आपूर्ति वोल्टेज U0 को uppeak की सीमा के भीतर होना चाहिए< U0< uвп или 0,1 < U0 < 0,6 В. Так как напряжение стандартных источников питания Еп>1.5 वी, तो एक वोल्टेज विभक्त की आवश्यकता होती है (चित्रा 3 ए)।

3. न केवल गतिशील वर्तमान-वोल्टेज विशेषता (सभी सक्रिय तत्वों के साथ) पर नकारात्मक ढलान के एक खंड का अस्तित्व, बल्कि स्थैतिक विशेषता पर भी डीसी ऑपरेटिंग बिंदु की स्थिरता सुनिश्चित करने की आवश्यकता होती है।

टनल डायोड का उपयोग करके स्व-थरथरानवाला का विद्युत सर्किट। चित्र 4 ऐसे सेल्फ-ऑसिलेटर की संभावित योजनाओं में से एक को दर्शाता है।

चित्र 4. टनल डायोड पर आधारित स्व-ऑसिलेटर का योजनाबद्ध आरेख।

यहां R1, R2 पावर सर्किट में वोल्टेज डिवाइडर हैं;

एसबीएल, एलबीएल - उच्च आवृत्ति धाराओं से बिजली स्रोत को अवरुद्ध करने वाले तत्व;

सी1, सी2, एल - अनुनादक के तत्व जो पीढ़ी आवृत्ति निर्धारित करते हैं;

Ссв - भार के साथ संचार क्षमता। एक साथ उच्च आवृत्ति स्थिरता और इष्टतम ऊर्जा स्थितियों को सुनिश्चित करने के लिए, डायोड के साथ अनुनादक के अपूर्ण कनेक्शन का उपयोग किया जाता है।

3. टनल डायोड पर आधारित सेल्फ-ऑसिलेटर सर्किट की गणना

टनल सेल्फ-ऑसिलेटर की गणना में 3 मुख्य चरण होते हैं: 1) डायोड का चयन; 2) डायोड मोड की गणना; 3) गुंजयमान यंत्र और पावर सर्किट की गणना।

3.1 टनल डायोड का चयन

डायोड चुनते समय, आपको ऑसिलेटर की आवश्यक आउटपुट पावर को ध्यान में रखना चाहिए। उच्च आवृत्ति स्थिरता प्राप्त करने के लिए, पर्याप्त रूप से छोटे कैपेसिटेंस का चयन करते हुए, लोड के कमजोर कनेक्शन का उपयोग किया जाना चाहिए एसएस वी. फिर भार में शक्ति आर एन? (0,1 ... 0.2) पी1, कहाँ पी1 , डायोड द्वारा बाहरी सर्किट को दी गई दोलन शक्ति है।

टनल सेल्फ-ऑसिलेटर्स के सिद्धांत से यह निष्कर्ष निकलता है कि डायोड की अधिकतम ऑसिलेटरी शक्ति है:

पी1 अधिकतम ? 0,2 ,

= मैंचोटी-मैंवीपी;= यूचोटी-यूवी.पी.

चूँकि = मैंचोटी;? 0,4 गैलियम आर्सेनाइड डायोड के लिए, डायोड चुनने के लिए हमें निम्नलिखित अनुपात प्राप्त होता है: मैंचोटी? 100 रु.

3.2 डायोड मोड गणना

गणना का उद्देश्य इष्टतम भार चालकता का पता लगाना है जीको, स्थिर वोल्टेज यू0 , डायोड पर, बिजली आपूर्ति के बराबर प्रतिरोध आरप्रथम. गणना के परिणामस्वरूप, दोलनों का आयाम ज्ञात हो जाता है उआ1 , दोलनशील पी1, और उपभोग किया प0शक्ति, साथ ही ऑटोजेनरेटर की इलेक्ट्रॉनिक दक्षता।

डायोड मोड की गणना करते समय, स्थिर मोड, स्व-उत्तेजना और डीसी स्थिरता के अस्तित्व की शर्तों को ध्यान में रखना आवश्यक है। वास्तविक की निर्भरता की गणना करना आवश्यक है जीएऔर काल्पनिक वाचालकता भाग फिरदोलनों के आयाम पर Ua1. में मुख्य योगदान वाडायोड की बैरियर कैपेसिटेंस देता है, यानी क्या?स्वागतबी 1, जहां Sb1 पहले हार्मोनिक पर औसत क्षमता है सह(यूए)।गणना से पता चलता है कि मूल्य मेंए कमजोर रूप से निर्भर करता है Ua1, इसलिए वे क्षमता पर विचार करते हैं सहस्थिर, मान रहा हूँ शनि 1 -- शनि (यू0). गणना | गा|(यूए)निम्नलिखित क्रम में किया जा सकता है।

चित्र 6. गैलियम आर्सेनाइड पर आधारित सुरंग डायोड की वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं का सामान्यीकरण ( ए) और निर्भरता | गा|/ मैंचोटीवोल्टेज आयाम पर ( बी)

1. आइए एक उपयुक्त विश्लेषणात्मक अभिव्यक्ति के साथ एक सुरंग डायोड की स्थिर वर्तमान-वोल्टेज विशेषता का अनुमान लगाएं।

2. यह मानते हुए कि वोल्टेज यू.ए(टी) डायोड पर एक हार्मोनिक रूप होता है (यह सच है यदि समानांतर अनुनाद पर सर्किट का गुणवत्ता कारक पर्याप्त रूप से उच्च है), हम वोल्टेज को उस सूत्र में प्रतिस्थापित करते हैं जो वर्तमान-वोल्टेज विशेषता का अनुमान लगाता है

यू.ए(एफ) = U0+Ua1coswt

और निर्भरता खोजें मैंए (टी) .

3. खोलने का कार्य मैंए (टी) फूरियर श्रृंखला में, हम डायोड धारा के पहले हार्मोनिक का आयाम पाते हैं मैं एक1 .

4. गणना करें

|जीए| = मैं एक1/ उआ1 .

5. अलग-अलग गणनाओं को दोहराएं उआ1 और उ0. परिणामस्वरूप, हमें निर्भरता का एक परिवार मिलता है | गा|(उआ1) पर उ0एक पैरामीटर के रूप में.

चूँकि एक ही सामग्री से बने टनल डायोड की करंट-वोल्टेज विशेषताएँ समान होती हैं और केवल पीक करंट 1 "प्याक" के मान में भिन्न होती हैं, तो गणना में आप सामान्यीकृत कुछ औसत विशेषता का उपयोग कर सकते हैं मैंशिखर, जो एक निश्चित अर्धचालक सामग्री के लिए मान्य है (चित्र 6)।

जैसा कि वर्णित विधि का उपयोग करके गणना से पता चला है और प्रयोगों से पुष्टि हुई है, स्व-ऑसिलेटर के निम्नलिखित मापदंडों के साथ इष्टतम मोड प्राप्त किया जाता है: उ0= 0.37V; | गा|/ मैंचोटी=1.2 वी-1. इस मामले में, दोलनों का आयाम उआ1 = 0.33 वी, और उत्तेजना मोड पर उ0= स्थिरांक कठोर हो जाता है।

3.3 पावर सर्किट गणना

डायोड पावर सर्किट निम्नलिखित मुख्य कार्य करता है: 1) विद्युत चुम्बकीय दोलन उत्पन्न करने के लिए आवश्यक ऊर्जा के साथ डायोड की आपूर्ति करता है; 2) स्थिर धारा-वोल्टेज विशेषता पर ऑपरेटिंग बिंदु का इष्टतम विस्थापन प्रदान करता है।

दोलनों के नरम उत्तेजना के साथ डायोड का इष्टतम मोड प्राप्त करने के लिए, ट्रांजिस्टर ऑसिलेटर के मामले में, स्वचालित पूर्वाग्रह का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। यह तब बनता है जब डायोड से प्रत्यक्ष धारा प्रवाहित होती है मैं0 समानांतर जुड़े प्रतिरोधों के माध्यम से आर1 और आर2 . आप इस तरह प्रतिरोध चुन सकते हैं आर1 और आर2 दोलनों के उत्तेजना के क्षण में डायोड पर निरंतर वोल्टेज नरम उत्तेजना के अनुरूप होगा, और स्थिर मोड में - इष्टतम मूल्य के लिए उ0= 0.37 वी। इस तरह के विकल्प की संभावना को इस तथ्य से समझाया गया है कि दोलनों के नरम उत्तेजना के साथ, प्रत्यक्ष धारा मैं0(0)(यह कुछ छोटा है मैंचोटी) धारा से अधिक हो जाता है मैं0 स्थिर मोड में. यदि उतार-चढ़ाव हो तो धारा मैं0 यह अब डायोड की स्थिर धारा-वोल्टेज विशेषता द्वारा निर्धारित नहीं होता है, बल्कि लोड के आधार पर कुछ वक्र से मेल खाता है जीएच(चित्र 6, ए में छायांकित क्षेत्र)। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि समय पर निर्भरता मैं एक(टी) गैर-हार्मोनिक.

स्थिर दोलन मोड में, निरंतर वोल्टेज यूओ उस स्थिति में 0.37 वी के इष्टतम मूल्य के बराबर होगा जब प्रतिरोध रिस्ट में वोल्टेज में परिवर्तन जब प्रत्यक्ष धारा I0 घटकर I0 हो जाता है, तो निरंतर वोल्टेज में अंतर के बराबर होता है डायोड इष्टतम मोड में और उत्तेजना के क्षण में। यहां से हमें मिलता है (चित्र 6, ए):

रिस्ट?(U0-upk)/(ipeak-I0) (1)

अधिकतम दक्षता मोड में:

चित्र 6 से, यह स्पष्ट है कि इष्टतम मोड में यह 0.3 है, इसलिए रिस्ट? 0.4 वी/आईपीक; फिर: विद्युत चुम्बकीय सुरंग डायोड जनरेटर

0.37 वी + 0.27 ए *0.4 ओम = 0.47 वी (3)

= (0.4 ओम * 1.5 वी) / 0.47 वी = 1.27 ओम (4)

) = 0.4 ओम * 1.5 वी / (1.5 वी - 0.47 वी) = 0.58 ओम (5)

3.4 अनुनादक गणना

सर्किट इंडक्शन का चयन करना एल= गुणवत्ता कारक के साथ 5 µH QL= 110. हम वें पर विचार करते हैं

हे क्यू0 QL.

आइए अनुनादक तत्वों के मापदंडों की गणना करें:

साथ = एसएचआरएल = 2 पीएफपी एल= 2 * 3.14 * 0.5 हर्ट्ज * 106 * 5 * 10-6 एच = 15.7 ओम (6)

साथयू= = ? 2072 पीएफ (7)

आर.पी = साथक्यू0 = 15.7 ओम * 110 1.72 कोहम (8)

सी"1= सी?/एस = 2072 पीएफ/15.7 ओम = 132 पीएफ (9)

सी2? सी"1 ? 132 पीएफ (10)

3.5 क्षमता सीएसवी और सी1 की गणना

आइए Rн स्वीकार करें? 300 ओम, फिर:

एसएसवी == 60 पीएफ (11)

60 पीएफ (12)

132 - 60 = 72 पीएफ (13)

इनपुट सर्किट का प्रतिरोध रेज़ोनेटर सर्किट () से बहुत अधिक होना चाहिए। आइए n=10 लें, फिर:

एलबीएल=10एल = 10 * 5 * 10-6 = 50 μH (14)

सीबीएल=सीबीएल/10 = 60 * 10-12 / 10 = 5 पीएफ (15)

निष्कर्ष

पाठ्यक्रम कार्य के दौरान, सुरंग डायोड पर आधारित स्व-ऑसिलेटर के संचालन का विवरण दिया गया था, एक सर्किट आरेख विकसित किया गया था, और सर्किट आरेख में शामिल तत्वों की गणना की गई थी।

प्रयुक्त स्रोतों की सूची

1. पेत्रोव बी.ई., रोमान्युक वी.ए., रेडियो ट्रांसमीटर

अर्धचालक उपकरणों पर उपकरण: प्रोक। रेडियो इंजीनियरिंग के लिए मैनुअल। विशेषज्ञ. कॉल/ एम.: उच्चतर. स्कूल, 1989 - 232 पी.

2. इलेक्ट्रिक कैपेसिटर की हैंडबुक / एम.एन. डायकोनोव, वी.आई.कारबानोव, वी.आई.प्रिसन्याकोव, आदि; सामान्य के अंतर्गत ईडी। आई. आई. चेतवर्टकोवा और वी. एफ. स्मिरनोवा। - एम.: रेडियो और संचार, 1983 - 576 पी।

3. प्रतिरोधी: निर्देशिका / वी. वी. डबरोव्स्की, डी. एम. इवानोव, एन. हां. प्रतुसेविच और अन्य; ईडी। आई. आई. चेतवर्टकोवा और वी. एम. तेरेखोवा। - दूसरा संस्करण, - एम.: रेडियो और संचार, 1991 - 528 पी।

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इसमें एक वर्तमान जनरेटर, पीएन जंक्शन की बाधा क्षमता, अर्धचालक संपर्कों में हानि प्रतिरोध और लीड इंडक्शन शामिल है। धराशायी रेखा पीएन जंक्शन के साथ एक पारंपरिक डायोड की स्थिर वर्तमान-वोल्टेज विशेषता को दर्शाती है।

टनल डायोड पर आधारित सेल्फ-ऑसिलेटर की विशेषताएं। टनल ऑसिलेटर सर्किट को चुनते और गणना करते समय, निम्नलिखित को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

1. टनल डायोड एन-प्रकार की वर्तमान-वोल्टेज विशेषता वाला एक उपकरण है, इसलिए वर्तमान जनरेटर के कनेक्शन बिंदुओं पर एल और सी को ध्यान में रखते हुए ऑसिलेटरी सिस्टम में किसी दिए गए आवृत्ति पर समानांतर अनुनाद होना चाहिए

2. नकारात्मक ढलान का एक खंड बहुत कम वोल्टेज यू पर मौजूद होता है। डायोड को स्व-ऑसीलेटर के सक्रिय तत्व के रूप में कार्य करने के लिए, आपूर्ति वोल्टेज यू को यूपीक की सीमा के भीतर होना चाहिए

3. न केवल गतिशील वर्तमान-वोल्टेज विशेषता (सभी सक्रिय तत्वों के साथ) पर नकारात्मक ढलान के एक खंड का अस्तित्व, बल्कि स्थैतिक विशेषता पर भी डीसी ऑपरेटिंग बिंदु की स्थिरता सुनिश्चित करने की आवश्यकता होती है।

डीसी टनल डायोड ऑपरेटिंग मोड।टनल सेल्फ-ऑसिलेटर्स की विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए, आइए देखें कि डायरेक्ट करंट के लिए डायोड मोड का चयन और गणना कैसे करें।

U 0 और I 0 U 0 =E p -I 0 R स्रोत की गणना करने के लिए, जहां E p =E p R 2 /(R 1 +R 2)/

आइए मान लें कि, एक यादृच्छिक उतार-चढ़ाव के परिणामस्वरूप, डायोड यू पर वोल्टेज मान यू से बदल गया है। प्रत्यक्ष वर्तमान मोड स्थिर है यदि परिणामी क्षणिक प्रक्रिया ऑपरेटिंग बिंदु को उसकी मूल स्थिति में लौटा देती है। स्थिरता विश्लेषण करने के बाद, हम प्रत्यक्ष धारा के संबंध में डायोड मोड की स्थिरता के लिए निम्नलिखित स्थिति प्राप्त करते हैं:

आर स्रोत<1/|G 0 |

जहां G 0 =dI/dU ऑपरेटिंग बिंदु पर सुरंग डायोड की स्थिर वर्तमान-वोल्टेज विशेषता का ढलान है।

इस शर्त को समाधान विकल्पों पर लागू करने पर, हम पाते हैं कि चित्र 4.25 ए में ऑपरेटिंग बिंदु 1 स्थिर है, और चित्र 4.25 बी में अस्थिर है। व्यवहार में, वर्तमान-वोल्टेज विशेषता के नकारात्मक ढलान के खंड में ऑपरेटिंग बिंदु की स्थिरता पर्याप्त रूप से छोटे प्रतिरोध आर 2 / के उपयोग से सुनिश्चित की जाती है।

चावल। 1. टनल डायोड का उपयोग करने वाला सबसे सरल ट्रांसमीटर।
कॉइल एल में पीईएल 0.2 तार के 10 मोड़ हैं।

स्थानीय ऑसिलेटर का संचालन सिद्धांत (चित्र 2) पिछले ट्रांसमीटर के समान है। इसकी विशिष्ट विशेषता सर्किट का अधूरा समावेश है। यह उत्पन्न कंपनों के आकार और स्थिरता में सुधार करने के लिए किया जाता है। एक "आदर्श" साइनसॉइड प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन व्यवहार में छोटी अरैखिक विकृतियाँ अपरिहार्य हैं।

चावल। 2. टनल डायोड पर स्थानीय थरथरानवाला L=200 μH।

चित्र में दिखाया गया है। 3 ट्यूनिंग फोर्क ऑडियो फ्रीक्वेंसी जनरेटर का उपयोग संगीत वाद्ययंत्र या टेलीग्राफ बजर को ट्यून करने के लिए एक मानक के रूप में किया जा सकता है। जनरेटर कम अधिकतम धाराओं वाले डायोड पर भी काम कर सकता है। इस मामले में, कॉइल्स में घुमावों की संख्या बढ़ाई जानी चाहिए, और गतिशील लाउडस्पीकर को एक एम्पलीफायर के माध्यम से जोड़ा जाना चाहिए। जनरेटर के सामान्य संचालन के लिए, कुल ओमिक प्रतिरोध (कॉइल का आर + आर) ¦ - आरजी ¦ से कम होना चाहिए, और चुंबकीय कोर के सापेक्ष ट्यूनिंग कांटा पैरों की स्थिति को सावधानीपूर्वक समायोजित किया जाना चाहिए।

चावल। 3. टनल डायोड पर आधारित ऑडियो फ्रीक्वेंसी जनरेटर
1 - 440 हर्ट्ज की आवृत्ति पर ट्यूनिंग कांटा, 2 - चुंबकीय कोर;
टीडी - वर्तमान आईमैक्स = 70 एमए के साथ गैलियम आर्सेनाइड से बना सुरंग डायोड; आर = 9 ओम;
L1=L2=196 μH—बिना कोर के कुंडल का प्रेरकत्व;
के-कुंजी; जीआर-लाउडस्पीकर.

डायोड के ऑपरेटिंग बिंदु को नकारात्मक अंतर प्रतिरोध वाले क्षेत्र पर पड़ने के लिए, बहुत कम आंतरिक प्रतिरोध वाले वोल्टेज स्रोत की आवश्यकता होती है।

अधिकांश मामलों में इस प्रतिरोध का मान कई दसियों ओम से लेकर कई ओम तक होता है। यदि टनल डायोड के साथ श्रृंखला में जुड़ा प्रतिरोध 2.5Rd से अधिक है, तो ऑपरेटिंग बिंदु को नकारात्मक प्रतिरोध वाले क्षेत्र में स्थिर रूप से स्थित नहीं किया जा सकता है।

टनल डायोड का उपयोग करने वाले उपकरणों को बिजली देने के लिए, चित्र 4 में दिखाए गए सर्किट का उपयोग किया जाता है। शंट प्रतिरोध आरएसएच का मान आरएसएच = (0.2-0.3) स्थिति से चुना जाता है। आरडी प्रतिरोध आर2 डायोड और शंट आरएसएच को क्षति से बचाता है जब प्रतिरोध आर1 पूरी तरह से हटा दिया जाता है।

चावल। टनल डायोड का 4 डीसी बायस सर्किट।

शक्ति का स्रोत रिचार्जेबल बैटरी या उच्च क्षमता वाली बैटरी हो सकता है। इस मामले में, चयनित ऑपरेटिंग बिंदु समय के साथ अधिक स्थिर होगा।

आज इंटरनेट पर आप बड़ी संख्या में रेडियो ट्रांसमिटिंग डिवाइस सर्किट पा सकते हैं। इन कॉम्पैक्ट ट्रांसमीटरों को लोकप्रिय रूप से बग या वायरटैपिंग डिवाइस कहा जाता है।

मूल रूप से, बग के जाने-माने डिज़ाइन नौसिखिया शौकिया द्वारा दोहराए जाते हैं, लेकिन कुछ अनुभव के बिना, पेशेवर माइक्रोफ़ोन को इकट्ठा करना और परीक्षण करना बहुत मुश्किल होता है, क्योंकि बग को कॉन्फ़िगर करना काफी मुश्किल होता है। दूसरे शब्दों में, घर पर 200 मीटर से अधिक की रेंज के साथ एक स्थिर बग को इकट्ठा करना बहुत मुश्किल है, जब तक कि डिवाइस सैटेलाइट बैंड पर काम नहीं करता है।

आज हम एक रेडियो बग के डिज़ाइन पर विचार करेंगे, जहाँ एक टनल डायोड का उपयोग जनरेटर के रूप में किया जाता है।

इंटरनेट पर ऐसे बग के बहुत सारे डिज़ाइन नहीं हैं; टनल डायोड का उपयोग करने वाले केवल कुछ बग सर्किट हैं। आइए मानक सर्किट की परंपरा को तोड़ें और ट्रांजिस्टर के बिना ट्रांसमीटर संरचना के एक नए संस्करण पर विचार करें!

उपरोक्त पूरी तरह से सच नहीं है, क्योंकि सर्किट का परीक्षण करने के बाद, यह स्पष्ट हो गया कि आप अभी भी ट्रांजिस्टर के बिना नहीं कर सकते, हालाँकि, यहाँ ट्रांजिस्टर का उपयोग केवल माइक्रोफ़ोन से सिग्नल को बढ़ाने के लिए किया जाता है।

सर्किट 5 मिमी के व्यास के साथ एक प्लास्टिक फ्रेम पर घाव होता है, इसमें 7 मोड़ होते हैं (एफएम रेंज के लिए), 0.6-1 मिमी के व्यास वाला एक तार होता है।

बग की सीमा छोटी है, केवल 20-30 मीटर, और केवल बढ़िया ट्यूनिंग के साथ। वोल्टेज 0.5-0.6 वोल्ट होने पर भी जनरेटर काम करना शुरू कर देता है, मानक वोल्टेज -1.5 वोल्ट है, इससे अधिक वोल्टेज लगाने लायक नहीं है। वर्तमान खपत केवल 1.5-2 एमए है! एक AA बैटरी आधे साल तक चल सकती है।
बग केवल "करीबी लड़ाई" के लिए उपयुक्त है, पड़ोसी घर पर नज़र रखना आदि, यह आपका तीसरा कान होगा।

काफी सरल डिजाइन, काफी उच्च स्तर पर स्थिरता के बावजूद, मैंने प्रयोगों के दौरान शायद ही कोई आवृत्ति संलयन देखा।
माइक्रोफ़ोन की संवेदनशीलता 4 मीटर तक होती है, माइक्रोफ़ोन का उपयोग मोबाइल फ़ोन हेडसेट से ही किया जाता है।

बग के बुनियादी पैरामीटर:
आपूर्ति वोल्टेज 0.5...2 वोल्ट
रेंज - 30 मीटर
ऑपरेटिंग आवृत्ति - 88-108 मेगाहर्ट्ज

कलेक्टर सर्किट में 520 ओम अवरोधक वाला एक ट्रांजिस्टर एक वोल्टेज विभक्त बनाता है, इसका ऑपरेटिंग बिंदु 68 k ट्रिमर अवरोधक द्वारा निर्धारित किया जाता है, अवरोधक को समायोजित किया जाता है ताकि ट्रांजिस्टर कलेक्टर पर वोल्टेज 0.2-0.3 वोल्ट हो, इस प्रकार सामान्य वोल्टेज प्रदान किया जाता है जनरेटर को बिजली देना, यह ट्रांजिस्टर का दूसरा उद्देश्य है।

ऐन्टेना फंसे हुए तार का एक टुकड़ा है जिसकी लंबाई 20 सेमी है; यदि बाद वाले को बाहर रखा जाता है, तो बग की सीमा 5-6 मीटर तक गिर जाती है।

टनल डायोड का उपयोग AI201/301 प्रकार या आयातित इंटीरियर - 1N3713 से किया जा सकता है

मुख्य लाभ डिवाइस का कॉम्पैक्ट आकार और कम वोल्टेज बिजली की आपूर्ति है; जब एसएमडी घटकों का उपयोग करके इकट्ठा किया जाता है, तो पूरी संरचना को रेनकोट से एक बटन में रखा जा सकता है।

रेडियोतत्वों की सूची

पद का नाम	प्रकार	मज़हब	मात्रा	टिप्पणी	दुकान	मेरा नोटपैड
	द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर	S9014-बी	1			नोटपैड के लिए
डी	सुरंग डायोड	1एन3713	1			नोटपैड के लिए
	संधारित्र	1 पीएफ	1			नोटपैड के लिए
	संधारित्र	12 पीएफ	1			नोटपैड के लिए
	संधारित्र	1000 पीएफ	1			नोटपैड के लिए
	संधारित्र	0.1 µF	2			नोटपैड के लिए
	अवरोध	520 ओम	1			नोटपैड के लिए
	अवरोध	1.5 कोहम	1			नोटपैड के लिए
	ट्रिमर रोकनेवाला	68 कोहम	1			नोटपैड के लिए
	माइक्रोफ़ोन		1

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