DE1258891B - Anordnung zur Impulsverzoegerung mit einer Anzahl von Halbleiter-Volumeneffekt-Elementen - Google Patents
Anordnung zur Impulsverzoegerung mit einer Anzahl von Halbleiter-Volumeneffekt-ElementenInfo
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B9/00—Generation of oscillations using transit-time effects
- H03B9/12—Generation of oscillations using transit-time effects using solid state devices, e.g. Gunn-effect devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
H 03 k
Deutsche Kl.: 21 al - 36/04
Nummer: 1 258 891
Aktenzeichen: T 30021 VIII a/21 al
Anmeldetag: 15. Dezember 1965
Auslegetag: 18. Januar 1968
Die Erfindung befaßt sich mit einer Anordnung zui
Verzögerung von Signalen, vorzugsweise von Impulsen zur Ansteuerung von Generatoren für die Speisung
elektronisch gesteuerter, aus mehreren Einzelstrahlern aufgebauter Antennen.
Wenn an eine Probe eines Halbleiters, vorzugsweise eines III-V-Verbindungshalbleiters, geeignetei
Abmessungen über ohmsche Kontakte eine Spannung gelegt wird, die größer ist als ein bestimmter kritischei
Wert, können im fließenden Strom Instabilitäten auftreten, die beispielsweise die Form von Mikrowellenschwingungen
aufweisen, wie das unter anderem in der Literaturstelle Solid-State Commun., 1 (1963),
S. 88 bis 91, »Microwave Oscillations of Current in Ill-V-Semiconductors«, beschrieben wurde.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, unter Ausnutzung des oben beschriebenen Effekts eine
Verzögerungsanordnung aufzuzeigen, die es gestattet, Signale stetig oder stufenweise zu verzögern, wobei
die Verzögerungszeiten im ns- bzw. μβ-ΒβΓβίΛ liegen.
Ein Bedarf für eine derartige Signalverzögerung besteht beispielsweise bei bestimmten Antennen, die
aus mehreren Einzelstrahlern aufgebaut sind und durch elektronische Steuerung so gespeist werden,
daß das einem Einzelstrahler zugeführte Speisesignal um einen ganz bestimmten Betrag gegenüber den
Signalen für die anderen Strahler zeitlich verzögert.
Ausgehend von einer Anordnung zur Impulsverzögerung zur Ansteuerung von Generatoren für die
Speisung elektronisch gesteuerter, aus mehreren Einzelstrahlern aufgebauter Antennen, wird deshalb
erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Anordnung aus der Kettenschaltung einer Anzahl von Halbleiter-Volumeneffekt-Elementen
besteht, die jeweils so vorgespannt sind, daß noch keine Instabilität entsteht, und daß das zu verzögernde Signal dem ersten
Element zugeführt wird, wobei das Signal eine derartige Amplitude besitzt, daß dieses Element zu einer
Strominstabilität angeregt wird, die ihrerseits nach der Durchlaufzeit der im Halbleiterelement entstehenden
Hochfeldzone durch das Element die Vorspannung des nachfolgenden Oszillators um einen
solchen Betrag anhebt, daß dieser seinerseits zu einer Strominstabilität angeregt wird, die wiederum ein
weiteres Halbleiter-Volumeneffekt-Element ansteuert usw., und daß das verzögerte Signal wahlweise nach
jeder Stufe abgreifbar ist.
An Hand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung im folgenden näher erläutert werden.
Ist eine Halbleiterprobe mit einer Gleichvorspannung UB vorgespannt, die kleiner ist als die zur Auslösung
der Proben-Instabilität erforderliche kritische Anordnung zur Impulsverzögerung mit einer
Anzahl von Halbleiter-Volumeneffekt-Elementen
Anzahl von Halbleiter-Volumeneffekt-Elementen
Anmelder:
Telefunken
Telefunken
Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
7900 Ulm, Elisabethenstr. 3
7900 Ulm, Elisabethenstr. 3
Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Dr. Berthold Bosch, 7901 Ehrenstein
Vorspannung U^ und wird ein Impuls, der verzögert
werden soll, mit geeigneter Polarität so auf die Probe gegeben, daß die Vorspannung an der Halbleiterprobe
mindestens auf den kritischen Wert angehoben wird, so sinkt der Strom im Außenkreis plötzlich
und kehrt nach Durchlauf der Hochfeldzone durch die Probe in sehr kurzer Zeit auf seinen ursprünglichen
Wert zurück. Dieser nach Durchlauf dei Hochfeldzone erfolgende zweite Strom- bzw. Spannungssprung
wird nun dazu benutzt, eine weitere Halbleiterprobe anzusteuern, die ihrerseits je nach
der gewünschten Verzögerung auf eine weitere Halbleiterprobe einwirkt.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Figur dargestellt. Sie besteht aus einer Kette von
Halbleiter-Volumeneffekt-Elementen, die mit PrI, Pr 2 und Pm bezeichnet sind und bei der der Ausgang
eines Elements jeweils mit dem Eingang des folgenden Elements verbunden ist. Jede Probe weist
eine Vorspannungsquelle Ul, U 2 bzw. Un auf, die
über den Widerstand RL v RL2 bzw. RLn der entsprechenden
Probe eine Gleichspannung zuführt, die unterhalb der eingangs erwähnten kritischen Spannung
UK liegt. Die Ausgangsklemme KA t der ersten
Probe PrI ist über einen Kondensator C1 mit der
Steuerelektrode Si 2 der zweiten Probe Pr 2 gekoppelt. Zwischen der jeweiligen Steuerelektrode Si η
und Masse liegt ein Widerstand Rn. Der Ausgangskontakt
der zweiten Probe führt in analoger Weise über einen Kondensator C 2 zur Steuerelektrode der
nachfolgenden Halbleiterprobe. Je nach gewünschtei Verzögerungszeit können η Proben in Reihe geschaltet
werden. Deshalb ist die letzte der in der Figui dargestellten Proben mit Pm bezeichnet, die eine
entsprechende Steuerelektrode St η und einen entsprechenden
Ausgangskontakt KAn aufweist. Der
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Ansteuerimpuls für die Verzögerungsanordnung wird der ersten Probe PrI über die beiden Klemmen a
und b zugeführt. Parallel zu diesen Klemmen liegt ein Widerstand R1. Die Klemme a, die auf Masse-.
potential liegt, ist mit der Eingangsklemme KE ± der
Probe PrI verbunden. Die zweite Klemme b führt zu
der vorzugsweise isoliert ausgebildeten Steuerelektrode Al an der Probe PrI. Die entsprechenden
Steuerelektroden der Probe Pr 2 bzw. Pr n, die zwischen dem jeweiligen Widerstand R2 bzw. Rn und der
zugehörigen Halbleiterprobe liegen, sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls isolierte
Steuerelektroden.
Die an die Steuerelektroden St 2 bis St η gelangenden
positiven Impulse, die entstehen, wenn beim Ansteuern der vorausgehenden Probe ihr Strom absinkt,
bleiben ohne Wirkung. Erst der um die Laufzeit der Ladungsträger der jeweils vorhergehenden Proben
verzögerte negative Impuls steuert die Proben an und erzeugt die gewünschte Instabilität im Strom. Die
verzögerten Impulse können entweder an den Steuerelektroden selbst oder an den mit 1 bis η bezeichneten
Klemmen abgegriffen werden, so daß man eine stufenweise Verzögerung erhält.
Eine weitere Ausführungsmöglichkeit für eine stufenweise Änderung der Verzögerung besteht
darin, daß man die Halbleiterproben mit weiteren zusätzlichen Elektroden versieht, über welche die
kritische Spannung an der Probe in geeigneter Weise beeinflußt wird.
In Weiterführung der Erfindung kann die Verzögerung auch kontinuierlich erfolgen durch Beeinflussung
der Laufzeit der Ladungsträger in der Probe, was durch Ändern der Umgebungstemperatur oder
durch Anlegen eines externen Magnetfeldes möglieh ist.
Claims (6)
1. Anordnung zur Impulsverzögerung zur Ansteuerung von Generatoren für die Speisung elekironisch
gesteuerter, aus mehreren Einzelstrahlern aufgebauter Antennen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anordnung aus der Kettenschaltung einer Anzahl von Halbleiter-Volumeneffekt-Elementen
(PrI, Pr 2 ... Pm) besteht, die jeweils so vorgespannt sind, daß noch
keine Strominstabilität entsteht, und daß das zu verzögernde Signal dem ersten Element (PrI) zugeführt
wird, wobei das Signal eine derartige Amplitude besitzt, daß dieses Element zu einei
Strominstabilität angeregt wird, die ihrerseits nach der Durchlaufzeit der entstehenden Hochfeldzone
in der Probe (PrI) die Vorspannung des nachfolgenden Elements (Pr 2) um einen solchen
Betrag anhebt, daß auch dieses zeitlich verzögert zu einer Strominstabilität angeregt wird,
die ihrerseits ein gegebenenfalls vorhandenes weiteres Halbleiter-Volumeneffekt-Element (Pm)
ansteuert usw., und daß das verzögerte Signal wahlweise nach jeder Stufe abgreifbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu verzögernde Signal zwischen
Kathode (KEl) und einer vorzugsweise isolierten
Steuerelektrode (StI) des jeweiligen Volumeneffekt-OsziHators
angelegt wird.
3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kritische
Vorspannung der Proben durch weitere zusätzliche Kontakte beeinflußt wird.
4. Anordnung zur kontinuierlichen Änderung der Verzögerung mittels eines Volumeneffekt-Elements,
dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeit der Ladungsträger in der Probe beeinflußt
wird.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgebungstemperatur der
Halbleiterprobe einstellbar ist.
6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterprobe einem
variablen externen Magnetfeld ausgesetzt ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 719/383 1.68 © Bundesdruckerei Berlin
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