Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

УСТРОЙСТВО С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ - Патент РФ 2105408
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ
УСТРОЙСТВО С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ

УСТРОЙСТВО С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Устройство с отрицательным сопротивлением относится к радиотехнике и может быть использовано в автогенераторах, активных фильтрах, усилительных, импульсных, сенсорных устройствах. Снижение нелинейности вольт-амперной характеристики и повышение коэффициента полезного действия достигается тем, что в устройство с отрицательным сопротивлением, содержащее транзисторы 1, 2, усилительный элемент 5, базовый делитель напряжения 7, введены транзисторы 3, 4 и двухполюсный элемент с полным внутренним сопротивлением 6, а также изменено построение базового делителя напряжения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2105408
Класс(ы) патента: H03H11/52
Номер заявки: 96110980/09
Дата подачи заявки: 29.05.1996
Дата публикации: 20.02.1998
Заявитель(и): Прокопенко Вадим Георгиевич
Автор(ы): Прокопенко Вадим Георгиевич
Патентообладатель(и): Прокопенко Вадим Георгиевич
Описание изобретения: Предполагаемое изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в автогенераторах, активных фильтрах, усилительных, импульсных, сенсорных устройствах.
Известно устройство с отрицательным сопротивлением (Пат. Великобритании N 2089159, кл. H 03 H 11/52), содержащее первый и второй транзисторы, эмиттеры которых соединены с первым выводом устройства, базы соединены соответственно с первым и вторым отводами базового делителя напряжения, коллекторы соединены с входами соответствующих первого и второго токовых отражателей, выходы которых соединены с третьим отводом базового делителя напряжения и первым выводом резистора, второй вывод которого соединен с общей шиной, которая является вторым выводом устройства с отрицательным сопротивлением.
Недостатком этого устройства является зависимость отрицательного сопротивления от эмиттерных сопротивлений первого и второго транзисторов, что обусловливает нелинейность вольт-амперной характеристики устройства, в особенности при малых значениях эмиттерных токов покоя транзисторов. Последнее обстоятельство ограничивает коэффициент полезного действия этого устройства.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство с отрицательным сопротивлением (Пат. Российской Федерации N 2059335, кл. H 03 H 11/52), содержащее первый и второй транзисторы, эмиттеры которых являются первым выводом устройства с отрицательным сопротивлением и соединены с инвертирующим входом усилительного элемента, базы соединены соответственно с первым и вторым отводами базового делителя напряжения, коллекторы соединены соответственно с первой и второй шинами питания.
Недостатками этого устройства являются существенная нелинейность вольт-амперной характеристики и зависимость величины отрицательного сопротивления от значений эмиттерных токов покоя транзисторов, что снижает его коэффициент полезного действия.
Целью изобретения является снижение нелинейности вольт-амперной характеристики и повышение коэффициента полезного действия устройства с отрицательным сопротивлением.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый и второй транзисторы, эмиттеры которых являются первым выводом устройства с отрицательным сопротивлением и соединены с инвертирующим входом усилительного элемента, базы соединены соответственно с первым и вторым отводами базового делителя напряжения, коллекторы соединены соответственно с первой и второй шинами питания, вводятся третий и четвертый транзисторы, базы которых соединены соответственно с первым и вторым отводами базового делителя напряжения, коллекторы соединены соответственно с первой и второй шинами питания, эмиттеры соединены с первым выводом введенного двухполюсного элемента с полным внутренним сопротивлением и неинвертирующим входом усилительного элемента, выход которого соединен с третьим отводом базового делителя напряжения, второй вывод элемента с полным внутренним сопротивлением соединен с общей шиной, которая является вторым выводом устройства с отрицательным сопротивлением.
Другим недостатком прототипа является протекание токов базы первого и второго транзисторов в цепи базового делителя напряжения, что обусловливает дополнительную нелинейность вольт-амперной характеристики в области повышенных значений входного тока.
С целью устранения этого недостатка базовый делитель напряжения выполняется на пятом и шестом транзисторах, эмиттеры которых соединены и являются третьим отводом базового делителя напряжения, базы соединены с эмиттерами соответственно седьмого и восьмого транзисторов и являются соответственно первым и вторым отводами базового делителя напряжения, коллектор пятого транзистора соединен с базой седьмого транзистора и выходом первого генератора тока, коллектор шестого транзистора соединен с базой восьмого транзистора и выходом второго генератора тока.
Устройство с отрицательным сопротивлением поясняется фиг. 1, на которой приведена его схема электрическая принципиальная и показано распределение токов при его работе.
Устройство с отрицательным сопротивлением содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4 транзисторы, усилительный элемент 5, двухполюсный элемент с полным внутренним сопротивлением 6, базовый делитель напряжения 7, а также входящие в состав базового делителя напряжения пятый 8, шестой 9, седьмой 10, восьмой 11 транзисторы, первый 12 и второй 13 генераторы тока.
Работу предложенного устройства рассмотрим при следующих допущениях: все транзисторы, имеющие одинаковую структуру, идентичны, транзисторы работают на частотах, много меньших граничной частоты их коэффициента передачи по току в схеме с общей базой, входные сопротивления усилительного элемента по обоим входам бесконечно велики, а его выходное сопротивление много меньше внутренних сопротивлений генераторов тока, выходные токи которых одинаковы.
Первоначально подаются напряжения питания такой величины, чтобы вывести все транзисторы в активный режим. При этом эмиттерные токи транзисторов 1, 2, 3, 4, 5 и 6 устанавливаются равными выходному току генераторов тока I0, а эмиттерные токи транзисторов 7 и 8 - равными соответственно сумме базовых токов транзисторов 1, 3, 5 и 2, 4, 6.
Усилительный элемент охвачен отрицательной обратной связью с помощью транзисторов 1, 2 и положительной обратной связью с помощью транзисторов 3, 4. Глубина отрицательной обратной связи в данном устройстве всегда больше глубины положительной, так как

где Kпос - коэффициент передачи по напряжению с выхода усилителя на его неинвертирующий вход,
Kоос - коэффициент передачи по напряжению с выхода усилителя на его инвертирующий вход (Kоос ≈ 1),
Z - сопротивление двухполюсного элемента с полным внутренним сопротивлением 6,
rэ3 и rэ4 - эмиттерные сопротивления транзисторов 3 и 4 соответственно.
Вследствие преобладания отрицательной обратной связи напряжение на эмиттерах транзисторов 1 и 3 поддерживается одинаковым. Поэтому при протекании между выводами устройства переменного тока iаб, который делится на токи i1 и i2, протекающие в цепях соответственно транзисторов 1 и 2, в цепях транзисторов 3 и 4 протекают равные им токи (i1 в цепи транзистора 3 и i2 в цепи транзистора 4). Вследствие этого через элемент 6 протекает ток, равный току iаб.
Возникающее при протекании тока напряжение между выводами устройства равно
Uаб = Uбэ3 - Uбэ1 - Ziаб,
где Uбэi - базо-эмиттерное напряжение i-го транзистора.
Так как через эмиттерные переходы транзисторов 1 и 3 протекают одинаковые токи (постоянный I0 и переменный i1), то Uбэ3 = Uбэ1. Поэтому
Uаб = Ziаб,
то есть участок вольт-амперной характеристики заявленного устройства, на котором наблюдается отрицательное сопротивление, является линейным.
Переменные токи базы транзисторов 1, 3 (iб1, iб3) и 2, 4 (iб2, iб4) протекают в цепях транзисторов 7 и 8 соответственно, вследствие чего практически не влияют на работу данного устройства.
Таким образом, предложенное устройство с отрицательным сопротивлением выгодно отличается от прототипа повышенной линейностью отрицательного сопротивления, а также независимостью его значения от величины токов покоя транзисторов, что позволяет повысить его коэффициент полезного действия за счет уменьшения данных токов.
Формула изобретения: 1. Устройство с отрицательным сопротивлением, содержащее первый и второй транзисторы, эмиттеры которых являются первым выводом устройства с отрицательным сопротивлением и соединены с инвертирующим входом усилительного элемента, базы соединены соответственно с первым и вторым отводами базового делителя напряжения, коллекторы соединены соответственно с первой и второй шинами питания, отличающееся тем, что в него введены третий и четвертый транзисторы, базы которых соединены соответственно с первым и вторым отводами базового делителя напряжения, коллекторы соединены соответственно с первой и второй шинами питания, эмиттеры с первым выводом введенного двухполюсного элемента с полным внутренним сопротивлением и неинвертирующим входом усилительного элемента, выход которого соединен с третьим отводом базового делителя напряжения, второй вывод двухполюсного элемента с полным внутренним сопротивлением соединен с общей шиной, которая является вторым выводом устройства с отрицательным сопротивлением.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что базовый делитель напряжения выполнен на пятом и шестом транзисторах, эмиттеры которых соединены и являются третьим отводом базового делителя напряжения, базы соединены с эмиттерами соответственно седьмого и восьмого транзисторов и являются соответственно первым и вторым отводами базового делителя напряжения, коллектор пятого транзистора соединен с базой седьмого транзистора и выходом первого генератора тока, коллектор шестого транзистора с базой восьмого транзистора и выходом второго генератора тока.