Отрицательное дифференциальное сопротивление: различия между версиями
[непроверенная версия] | [непроверенная версия] |
TobeBot (обсуждение | вклад) м робот добавил: sv:Negativ resistans |
D'ohBot (обсуждение | вклад) м робот добавил: ja:負性抵抗; косметические изменения |
||
Строка 1: | Строка 1: | ||
'''Отрица́тельное дифференциа́льное сопротивле́ние''' — свойство отдельных элементов или узлов электрических цепей, проявляющееся в возникновении на вольтамперной характеристике участка, где напряжение ''V'' уменьшается при увеличении протекающего тока ''I (dV/dl = R < 0)''. C точки зрения радиотехники такие элементы являются активными, позволяющими трансформировать энергию источника питания в незатухающие колебания. Такие элементы можно также использовать в схемах переключения. |
'''Отрица́тельное дифференциа́льное сопротивле́ние''' — свойство отдельных элементов или узлов электрических цепей, проявляющееся в возникновении на вольтамперной характеристике участка, где напряжение ''V'' уменьшается при увеличении протекающего тока ''I (dV/dl = R < 0)''. C точки зрения радиотехники такие элементы являются активными, позволяющими трансформировать энергию источника питания в незатухающие колебания. Такие элементы можно также использовать в схемах переключения. |
||
[[ |
[[Файл:Diagram negative resistance.PNG|thumb|Зависимость ''V'' от ''I'' в нелинейном элементе с отрицательным дифференциальным сопротивлением может быть [[N-тип]]а и [[S-тип]]а.]] |
||
В общем случае отрицательное внутреннее сопротивление является функцией напряжения (тока) и частоты ω, то есть понятие ''отрицательного дифференциального сопротивления'' сохраняет смысл для соответствующих Фурье-компонент: |
В общем случае отрицательное внутреннее сопротивление является функцией напряжения (тока) и частоты ω, то есть понятие ''отрицательного дифференциального сопротивления'' сохраняет смысл для соответствующих Фурье-компонент: |
||
Строка 37: | Строка 37: | ||
[[fr:Résistance négative]] |
[[fr:Résistance négative]] |
||
[[hu:Negatív ellenállás]] |
[[hu:Negatív ellenállás]] |
||
[[ja:負性抵抗]] |
|||
[[nl:Negatieve weerstand]] |
[[nl:Negatieve weerstand]] |
||
[[sv:Negativ resistans]] |
[[sv:Negativ resistans]] |
Версия от 15:17, 22 сентября 2009
Отрица́тельное дифференциа́льное сопротивле́ние — свойство отдельных элементов или узлов электрических цепей, проявляющееся в возникновении на вольтамперной характеристике участка, где напряжение V уменьшается при увеличении протекающего тока I (dV/dl = R < 0). C точки зрения радиотехники такие элементы являются активными, позволяющими трансформировать энергию источника питания в незатухающие колебания. Такие элементы можно также использовать в схемах переключения.
В общем случае отрицательное внутреннее сопротивление является функцией напряжения (тока) и частоты ω, то есть понятие отрицательного дифференциального сопротивления сохраняет смысл для соответствующих Фурье-компонент:
Понятие отрицательного дифференциального сопротивления используют при рассмотрении устойчивости различных радиотехнических цепей. Такое сопротивление может компенсировать некоторую часть потерь в электрической цепи, если его абсолютная величина меньше активного сопротивления; в противоположном случае состояние становится неустойчивым, возможен переход в другое состояние устойчивого равновесия (переключение) или возникновение колебаний (генерация). В однородном образце полупроводника в области существования отрицательного дифференциального сопротивления неустойчивость может приводить к разбиению образца на участки сильного и слабого поля (доменная неустойчивость) для характеристики N-типа или шнурованию тока по сечению образца для характеристики S-типа.
Элемент цепи с отрицательным сопротивлением называют негатроном[1]. Эти элементы могут иметь различную физическую реализацию.
Примеры элементов с отрицательным внутренним сопротивлением
- Электронно-дырочный переход в вырожденных полупроводниках (туннельный диод) имеет вольтамперную характеристику N-типа. Включение его в цепь приводит к возникновению в цепи неустойчивости и генерации колебаний. Амплитуда и частотный спектр колебаний определяются параметрами внешней цепи и нелинейностью вольт-амперной характеристики с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Наличие такого участка, позволяет использовать туннельный диод в качестве быстродействующего переключателя.
- Полупроводники типа GaAs или InP в сильных электрических полях позволяют реализовать характеристику N-типа в объёме материала за счёт зависимости подвижности электронов от напряжённости электрического поля (эффект Ганна). В сильном электрическом поле образец становится неустойчивым, переходит в резко неоднородное состояние — разбивается на области (домены) слабого и сильного поля. Рождение домена (на катоде), его движение по образцу и исчезновение (на аноде) сопровождаются колебаниями тока во внешней цепи, частота которых в простейшем случае определяется длиной образца L и скоростью v дрейфа электронов в поле (ω ~ v/L) и может достигать ~ 100 ГГц.
- В транзисторных и ламповых генераторах электромагнитных колебаний транзистор (лампа) вместе с цепью положительной обратной связи (и источником питания) играет роль отрицательного дифференциального сопротивления, соединённого последовательно с сопротивлением контура, что эквивалентно поступлению энергии в контур. Если абсолютная величина действующего отрицательного внутреннего сопротивления превышает активные потери, происходит самовозбуждение генератора, стационарные колебания соответствуют состоянию, когда активные потери полностью компенсируются за счёт отрицательного внутреннего сопротивления.
См. также
Литература
- ↑ Биберман Л. И. Широкодиапазонные генераторы на негатронах. – М.: Радио и связь, 1982. – 89 с.
- Бонч-Бруевич А. М. Радиоэлектроника в экспериментальной физике.
- Бонч-Брусевич В. Л., Калашников С. Г. Физика полупроводников.
- Филинюк Н. Негатроника. Исторический обзор