RU2017325C1 - Two-pole element with negative resistance - Google Patents
Two-pole element with negative resistance Download PDFInfo
- Publication number
- RU2017325C1 RU2017325C1 SU4715945A RU2017325C1 RU 2017325 C1 RU2017325 C1 RU 2017325C1 SU 4715945 A SU4715945 A SU 4715945A RU 2017325 C1 RU2017325 C1 RU 2017325C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transistor
- transistors
- collector
- emitter
- resistor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в генераторах электрических колебаний, активных фильтрах, компенсаторах затухания в линиях связи, усилителях, пороговых устройствах. The invention relates to radio engineering and is intended for use in electric oscillation generators, active filters, attenuation compensators in communication lines, amplifiers, threshold devices.
Известно устройство с отрицательным сопротивлением (авт. св. СССР N 1325664, кл. Н 03 Н 11/44, 1987), содержащее первый и второй транзисторы противоположной структуры, первый и второй резисторы, включенные между коллектором одного и базой другого соответствующих транзисторов, третий резистор, включенный между базами транзисторов, четвертый и пятый резисторы, включенные между эмиттером одного и коллектором другого транзистора соответственно, источник тока, включенный между коллекторами транзисторов, причем выходные клеммы подключены к эмиттерам транзисторов. A device with negative resistance (ed. St. USSR N 1325664, class N 03 N 11/44, 1987), containing the first and second transistors of the opposite structure, the first and second resistors connected between the collector of one and the base of the other corresponding transistors, the third a resistor connected between the bases of the transistors, fourth and fifth resistors connected between the emitter of one and the collector of the other transistor, respectively, a current source connected between the collectors of transistors, and the output terminals are connected to the emitters t anzistorov.
Известно также устройство с отрицательным сопротивлением (Арефьев А.А., Баскаков Е.Н., Степанова Л.П. "Радиотехнические устройства на транзисторных эквивалентах p-n-p-n-cтруктуры. М.: Радио и связь, 1982, с. 13, табл. 1.2, рис. 7), содержащее первый и второй транзисторы противоположной структуры, первый и второй резисторы, включенные между базой и эмиттером каждого транзистора, третий резистор, включенный между базой первого и базой второго транзисторов, причем коллектор первого транзистора соединен с базой второго транзистора, а коллектор второго - с базой первого транзистора, эмиттеры транзисторов являются выходами устройства. A device with negative resistance is also known (Arefyev A.A., Baskakov E.N., Stepanova L.P. "Radio engineering devices based on transistor equivalents of a pnpn structure. M: Radio and communication, 1982, p. 13, table 1.2. , Fig. 7), containing the first and second transistors of the opposite structure, the first and second resistors connected between the base and emitter of each transistor, the third resistor connected between the base of the first and base of the second transistors, the collector of the first transistor connected to the base of the second transistor, and collector of the second - with b Zoe first transistor, the emitters of the transistors are the outputs of the device.
Недостатком известных устройств является их повышенная сложность. Число внешних выводов, включая выводы подключения источников питания, превышает число выводов, между которыми наблюдается отрицательное сопротивление. Помимо этого в указанных устройствах, кроме резисторов, непосредственно конвертируемых в отрицательное сопротивление, необходимы дополнительные резисторы, предназначенные для задания режима схемы по постоянному току. Наличие в составе известных устройств большого числа резисторов затрудняет их реализацию в виде полупроводниковых микросхем. A disadvantage of the known devices is their increased complexity. The number of external terminals, including the terminals for connecting power sources, exceeds the number of terminals between which negative resistance is observed. In addition, in these devices, in addition to resistors directly converted to negative resistance, additional resistors are required that are used to set the circuit mode for direct current. The presence of a large number of resistors in the known devices makes it difficult to implement them in the form of semiconductor microcircuits.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является двухполюсный элемент с отрицательным сопротивлением (авт. св. СССР N 1325664, кл. Н 03 Н 11/44, 1987), содержащий первый и второй транзисторы противоположной структуры, эмиттеры которых соединены соответственно с первым и вторым выводами двухполюсного элемента, источник тока и резистор. The closest in technical essence to the proposed is a bipolar element with negative resistance (ed. St. USSR N 1325664, class N 03 N 11/44, 1987), containing the first and second transistors of the opposite structure, the emitters of which are connected respectively to the first and second the findings of a bipolar element, a current source and a resistor.
Недостаток этого устройства - наличие в его составе большого числа резисторов, а также дополнительных внешних выводов, кроме тех, между которыми наблюдается отрицательное сопротивление, что усложняет изготовление данного устройства в интегральном виде. The disadvantage of this device is the presence in its composition of a large number of resistors, as well as additional external outputs, except for those between which a negative resistance is observed, which complicates the manufacture of this device in an integral form.
Цель изобретения - упрощение устройства при интегральном изготовлении. The purpose of the invention is the simplification of the device with integrated manufacturing.
Поставленная цель достигается тем, что в двухполюсный элемент с отрицательным сопротивлением, содержащий первый и второй транзисторы противоположной структуры, эмиттеры которых соединены соответственно с первым и вторым выводами двухполюсного элемента, источник тока, резистор, введены третий и четвертый транзисторы, причем база третьего транзистора, по структуре аналогичного второму, соединена с базой первого транзистора, эмиттер третьего транзистора соединен с первым выводом резистора и коллектором второго транзистора, коллектор третьего транзистора соединен с эмиттером первого транзистора и первым выводом источника тока, база четвертого транзистора, по структуре аналогичного первому, соединена с базой второго транзистора, эмиттер четвертого транзистора соединен с вторым выводом резистора и коллектором первого транзистора, коллектор четвертого транзистора соединен с эмиттером второго транзистора и вторым выводом источника тока. This goal is achieved by the fact that in the bipolar element with a negative resistance, containing the first and second transistors of the opposite structure, the emitters of which are connected respectively to the first and second terminals of the bipolar element, a current source, a resistor, the third and fourth transistors are introduced, and the base of the third transistor, a structure similar to the second, connected to the base of the first transistor, the emitter of the third transistor is connected to the first output of the resistor and the collector of the second transistor, the collector t the third transistor is connected to the emitter of the first transistor and the first output of the current source, the base of the fourth transistor, similar in structure to the first, is connected to the base of the second transistor, the emitter of the fourth transistor is connected to the second output of the resistor and the collector of the first transistor, the collector of the fourth transistor is connected to the emitter of the second transistor and the second terminal of the current source.
Сопоставительный анализ прототипа и предложенного технического решения показывает, что последнее отвечает критериям "новизна" и "существенные отличия". A comparative analysis of the prototype and the proposed technical solution shows that the latter meets the criteria of "novelty" and "significant differences".
Положительный эффект достигается за счет введения дополнительных транзисторов и видоизменения связей между элементами устройства, что позволяет уменьшить число резисторов в схеме устройства до одного, а число внешних выводов - до двух. A positive effect is achieved by introducing additional transistors and modifying the connections between the elements of the device, which allows to reduce the number of resistors in the device circuit to one, and the number of external outputs to two.
На чертеже приведена электрическая принципиальная схема двухполюсного элемента с отрицательным сопротивлением. The drawing shows an electrical schematic diagram of a bipolar element with negative resistance.
Он содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4 транзисторы, резистор 5, источник тока 6. It contains the first 1,
Работу предлагаемого устройства будем рассматривать, полагая, что на схему устройства подан ток источника 6 и все транзисторы находятся в активном режиме. Также будем считать, что транзисторы работают на частотах много меньших f - граничной частоты коэффициента передачи транзисторов по току в схеме с общей базой α, токи базы транзисторов пренебрежимо малы по сравнению с их коллекторными токами.We will consider the operation of the proposed device, assuming that a
Так как ток базы транзистора 1 равен току базы транзистора 3, а ток базы транзистора 4 равен току базы транзистора 2, то коллекторные токи этих транзисторов связаны следующими соотношениями:
= ; = , (1) где I1, I2, I3, I4 - коллекторные токи транзисторов 1-4 соответственно;
β1, β2, β3, β4, - коэффициенты усиления по току в схеме с общим эмиттером транзисторов 1-4 соответственно.Since the base current of
= ; = , (1) where I 1 , I 2 , I 3 , I 4 are the collector currents of transistors 1-4, respectively;
β 1 , β 2 , β 3 , β 4 , are the current gain in a circuit with a common emitter of transistors 1-4, respectively.
Сумма коллекторных токов транзисторов 1 и 3, а также транзисторов 2 и 4 равна току I источника тока 6:
I1+I3=I2+I4=I. (2)
Совместное решение уравнений (1) и (2) позволяет определить коллекторные токи транзисторов:
I1= I ; I3= I ;
(3)
I2= I ; I4= I .The sum of the collector currents of
I 1 + I 3 = I 2 + I 4 = I. (2)
The joint solution of equations (1) and (2) allows us to determine the collector currents of transistors:
I 1 = I; I 3 = I;
(3)
I 2 = I; I 4 = I.
Направление тока в резисторе 5 зависит от соотношения коллекторных токов транзисторов 1 и 4 и транзисторов 2 и 3. Если I1>I4 и I2>I3, то ток IR в резисторе протекает в направлении от коллектора транзистора 1 к коллектору транзистора 2, и равен
IR=I1-I4=I2-I3= . (4)
Напряжение между точками а и б равно
Uаб=U+U-IRR+U+U, (5) где R - сопротивление резистора 5;
U, U, U, U - базоэмиттерные сопротивления транзисторов 1-4 соответственно.The direction of the current in
I R = I 1 -I 4 = I 2 -I 3 = . (4)
The voltage between points a and b is equal to
U ab = U + U -I R R + U + U , (5) where R is the resistance of the
U , U , U , U - base emitter resistances of transistors 1-4, respectively.
Зададим некоторое приращение тока ΔI от дополнительного источника тока между точками а и б. При этом напряжение Uаб также получит некоторое приращение ΔU, равное сумме приращений базоэмиттерных напряжений транзисторов и приращения напряжения на резисторе
ΔU= -ΔII+ΔU+ΔU+ΔU+ΔU, (6) где ΔU, ΔU, ΔU, ΔU - приращения базоэмиттерных напряжений соответственно первого, второго, третьего и четвертого транзисторов.Let us set some current increment ΔI from an additional current source between points a and b. In this case, the voltage U ab will also receive a certain increment ΔU equal to the sum of the increments of the base-emitter voltages of the transistors and the voltage increment on the resistor
ΔU = -ΔI I + ΔU + ΔU + ΔU + ΔU , (6) where ΔU , ΔU , ΔU , ΔU - increments of the base-emitter voltages of the first, second, third and fourth transistors, respectively.
Динамическое сопротивление предложенного устройства между точками а и б равно отношению приращений тока и напряжения в этих точках
Zэ= =-R + . (7)
При условии, что крутизна транзисторов достаточно велика, чтобы можно было считать динамические сопротивления эмиттера транзисторов (второе слагаемое в выражении (7)) пренебрежимо малыми по сравнению с сопротивлением резистора R, а также при β1 >> β3 , β2 >> β4, (8) эквивалентное динамическое сопротивление предложенного устройства будет приближенно равно Zэ ≈ -R. (9)
Таким образом, предлагаемый элемент с отрицательным сопротивлением выгодно отличается от известного тем, что, при прочих равных условиях (диапазон рабочих частот, величина отрицательного сопротивления, потребляемая мощность, элементная база) проще его по построению и имеет лишь два внешних вывода и только один резистор в схеме, непосредственно конвертируемый в отрицательное сопротивление, что упрощает его изготовление в интегральном виде.The dynamic resistance of the proposed device between points a and b is equal to the ratio of the current and voltage increments at these points
Z e = = -R + . (7)
Provided that the steepness of the transistors is large enough so that the dynamic resistance of the emitter of transistors (the second term in expression (7)) can be considered negligible compared to the resistance of the resistor R, as well as for β 1 >> β 3 , β 2 >> β 4 , (8) the equivalent dynamic resistance of the proposed device will be approximately equal to Z e ≈ -R. (9)
Thus, the proposed element with negative resistance compares favorably with the fact that, ceteris paribus (operating frequency range, negative resistance value, power consumption, element base) it is simpler to construct and has only two external outputs and only one resistor in circuit, directly convertible into negative resistance, which simplifies its manufacture in integral form.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4715945 RU2017325C1 (en) | 1989-07-06 | 1989-07-06 | Two-pole element with negative resistance |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4715945 RU2017325C1 (en) | 1989-07-06 | 1989-07-06 | Two-pole element with negative resistance |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017325C1 true RU2017325C1 (en) | 1994-07-30 |
Family
ID=21459392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4715945 RU2017325C1 (en) | 1989-07-06 | 1989-07-06 | Two-pole element with negative resistance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2017325C1 (en) |
-
1989
- 1989-07-06 RU SU4715945 patent/RU2017325C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1325664, кл. H 03H 11/44, 1987. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5929710A (en) | Cascode single-ended to differential converter | |
KR100351215B1 (en) | Abnormal amplifiers and recombination circuits using them | |
KR0136873B1 (en) | Band-gap reference voltage apparatus | |
KR940006365B1 (en) | Current mirror circuit | |
KR19990008323A (en) | Operational amplifier | |
KR100239619B1 (en) | Voltage-current conversion circuit | |
RU2017325C1 (en) | Two-pole element with negative resistance | |
JP3111460B2 (en) | Voltage / absolute current converter circuit | |
US5475327A (en) | Variable impedance circuit | |
US5534813A (en) | Anti-logarithmic converter with temperature compensation | |
JPS6315766B2 (en) | ||
JPS632487B2 (en) | ||
JPS59211283A (en) | Semiconductor device | |
JPH03109808A (en) | Current mirror circuit having large current ratio | |
SU1385256A1 (en) | Differential amplifier | |
SU1218445A1 (en) | Amplifier with input current compensation | |
JPH0478044B2 (en) | ||
SU1550597A1 (en) | High frequency generator | |
SU1102019A1 (en) | Differential amplifier | |
RU2105408C1 (en) | Negative-resistance device | |
SU1504785A1 (en) | Amplifying stage | |
SU1012420A1 (en) | Voltage repeater | |
SU1720146A1 (en) | Amplifier | |
RU1810974C (en) | Push-pull voltage converter | |
RU2022443C1 (en) | Voltage-controlled generator |