Oscillateur à diode de tunnel

Le circuit oscillateur construit à l'aide d'une diode tunnel est appelé oscillateur à diode tunnel. Si la concentration d'impuretés d'une jonction PN normale est fortement augmentée,Tunnel diodeest formé. Il est également connu sous le nom deEsaki diode, d'après son inventeur.

Diode de tunnel

Lorsque la concentration d'impuretés dans une diode augmente, la largeur de la région d'appauvrissement diminue, étendant une force supplémentaire aux porteurs de charge pour traverser la jonction. Lorsque cette concentration est encore augmentée, en raison de la largeur moindre de la région d'appauvrissement et de l'énergie accrue des porteurs de charge, ils pénètrent à travers la barrière de potentiel, au lieu de la franchir. Cette pénétration peut être comprise commeTunneling et d'où le nom, Tunnel diode.

L'image suivante montre à quoi ressemble une diode tunnel pratique.

Les symboles de la diode tunnel sont indiqués ci-dessous.

Pour plus de détails sur les diodes tunnel, veuillez consulter notre didacticiel sur l' électronique de base .

Oscillateur à diode de tunnel

La diode tunnel aide à générer un signal à très haute fréquence de près de 10 GHz. Un circuit à diode tunnel pratique peut être constitué d'un interrupteur S, d'une résistance R et d'une source d'alimentation V, connectés à un circuit réservoir par une diode tunnel D.

Travail

La valeur de la résistance choisie doit être telle qu'elle polarise la diode tunnel au milieu de la région de résistance négative. La figure ci-dessous montre le circuit pratique de l'oscillateur à diode tunnel.

Dans ce circuit, la résistance R ₁ ensembles de sollicitation approprié pour la diode et la résistance R ₂ ensembles appropriée de niveau de courant pour le circuit de réservoir. La combinaison parallèle de la résistance R _{p, de l'} inductance L et du condensateur C forme un circuit réservoir, qui résonne à la fréquence sélectionnée.

Lorsque l'interrupteur S est fermé, le courant du circuit monte immédiatement vers la valeur constante, dont la valeur est déterminée par la valeur de la résistance R et la résistance de la diode. Cependant, comme la chute de tension aux bornes de la diode tunnel V _D est supérieure à la tension de pic V _p , la diode tunnel est entraînée dans la région de résistance négative.

Dans cette région, le courant commence à diminuer, jusqu'à ce que la tension V _D devienne égale à la tension de point de valle V _v . À ce stade, une nouvelle augmentation de la tension V _D entraîne la diode dans la région de résistance positive. En conséquence, le courant du circuit a tendance à augmenter. Cette augmentation du circuit augmente la chute de tension aux bornes de la résistance R qui permettra de réduire la tension V _D .

Courbe caractéristique du VI

Le graphique suivant montre les caractéristiques VI d'une diode tunnel -

La courbe AB indique la région de résistance négative lorsque la résistance diminue tandis que la tension augmente. Il est clair que le point Q est fixé au milieu de la courbe AB. Le point Q peut se déplacer entre les points A et B pendant le fonctionnement du circuit. Le point A est appelépeak point et le point B est appelé valley point.

Pendant l'opération, après avoir atteint le point B, l'augmentation du courant du circuit augmente la chute de tension aux bornes de la résistance R qui permettra de réduire la tension V _D . Cela ramène la diode dans la région de résistance négative.

La diminution de la tension V _D est égale à la tension V _P et ceci termine un cycle de fonctionnement. La poursuite de ces cycles produit des oscillations continues qui donnent une sortie sinusoïdale.

Avantages

Les avantages d'un oscillateur à diode tunnel sont les suivants -

• Il a des vitesses de commutation élevées.
• Il peut gérer les hautes fréquences.

Désavantages

Les inconvénients d'un oscillateur à diode tunnel sont les suivants -

• Ce sont des appareils de faible puissance.
• Les diodes tunnel sont un peu coûteuses.

Applications

Les applications d'un oscillateur à diode tunnel sont les suivantes -

• Il est utilisé dans les oscillateurs à relaxation.
• Il est utilisé dans les oscillateurs micro-ondes.
• Il est également utilisé comme dispositif de commutation ultra haute vitesse.
• Il est utilisé comme périphérique de stockage de mémoire logique.

Après avoir couvert tous les principaux circuits d'oscillateurs sinusoïdaux, il est à noter qu'il existe de nombreux oscillateurs comme ceux mentionnés jusqu'à présent. Les oscillateurs qui produisent des formes d'onde sinusoïdales sont des oscillateurs sinusoïdaux comme indiqué.

Les oscillateurs qui produisent des formes d'onde non sinusoïdales (rectangulaires, à balayage, triangulaires, etc.) sont des oscillateurs non sinusoïdaux dont nous avons discuté en détail dans notre tutoriel sur les circuits d'impulsions .