負阻振蕩器

負阻振蕩器

負阻振蕩器,是用負阻器件和LC諧振迴路構成的正弦波發生器。由於負阻器件與諧振迴路的連接只需兩個端點,所以又稱二端振蕩器。負阻器件的伏安特性曲線如圖1a。在特性曲線的ɑ~b區段內,當電壓增大時電流反而減小,即電壓增量墹u=u2-u1是正值時,電流增量墹i=i2-i1是負值,所以在這一區段內負阻器件的動態電阻R為負值,即 \nR=墹u/墹i=-|墹u|/|墹i|負阻不但不消耗交流功率,而且還向與它相連接的外電路供給交流功率。

概念


用負阻器件和LC諧振迴路構成的正弦波發生器。由於負阻器件與諧振迴路的連接只需兩個端點,所以又稱二端振蕩器。負阻器件的伏安特性曲線如圖。在特性曲線的區段內,當電壓增大時電流反而減小,即電壓增量墹是正值時,電流增量是負值,所以在這一區段內負阻器件的動態電阻R為負值,即 負阻不但不消耗交流功率,而且還向與它相連接的外電路供給交流功率。

類型


負阻器件有兩類。①電壓控制型:其特點是電流為電壓的單值函數,而電壓卻不是電流的單值函數。這種器件的伏安特性曲線形狀如字母N(圖1a),故又稱N型負阻,隧道二極體等具有這種特性。②電流控制型:其特點是電壓為電流的單值函數,而電流卻不是電壓的單值函數,其伏安特性曲線的形狀如字母S(圖1b),故又稱S型負阻,雙基極二極體等具有這種特性。負阻器件與諧振迴路連接的方式有二。一為電流控制型負阻器件與串聯諧振迴路相連接,如圖2的雙基極二極體負阻振蕩電路。一為電壓控制型負阻器件與並聯諧振迴路相連接,如圖3的隧道二極體負阻振蕩電路。
在負阻振蕩器中,只要負阻所提供的功率大於外電路(諧振迴路及負載)正阻所消耗的功率,電路即能起振並持續振蕩。由於負阻器件本身的非線性特性,負阻的數值隨著振蕩幅度的增大而變化:對於電流控制型負阻器件,它將變小:而對於電壓控制型負阻器件,它將變大。兩者都會使負阻供給的功率逐漸減小,直到與正阻所消耗的功率相等,使振蕩幅度趨於穩定。
負阻振蕩器在通信設備和電子儀器中用作信號源,常用於頻率比較高的場合。

發展


60年代以來,陸續發明了不少新型的固態負阻器件和據此構成的負阻振蕩器。在微波頻段,除了上述的隧道二極體振蕩器外,最主要的有雪崩渡越時間二極體振蕩器和轉移電子器件振蕩器。它們與微波真空電子器件(反射速調管、磁控管、返波管等)振蕩器比較,具有耗電少、直流供電電壓低、結構簡單、體積小、成本低等優點,缺點是輸出功率較小,耐核輻射能力差。