SU762138A1

SU762138A1 - МНОГОУСТОЙЧИВЫЙ полупроводниковый ПРИБОР 1

Info

Publication number: SU762138A1
Application number: SU782683742A
Authority: SU
Inventors: Aleksandr T Korabelnikov
Original assignee: Aleksandr T Korabelnikov
Priority date: 1978-11-09
Filing date: 1978-11-09
Publication date: 1980-09-07

Description

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в особенности к приборам, вольтамперные характеристики которых имеют несколько участков с отрицательным дифференциальным сопротивлением. 5

Известен многоустойчивый полупроводниковый элемент, состоящий из одного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением и включенной параллельно ему либо цепочки из к. последова- ю тельно соединенных ячеек, каждая из которых состоит из параллельно включенных стабилизатора тока и стабилизатора напряжения либо цепочки из к параллельно соединенных ячеек, каждая из которых со- 15 стоит из последовательно включенных стабилизатора напряжения и стабилизатора тока [1].

Его недостатком является сложность.

Известен также ламбдадиод, состоящий 20 из двух комплементарных полевых транзисторов, истоки которых соединены, затвор первого полевого транзистора соединен со стоком второго полевого транзистора, а затвор второго транзистора соединен со 25 стоком первого полевого транзистора [2].

Недостатком ламбдадиода является наличие на его вольтамперной характеристике всего одного участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением, что 30

2

ограничивает диапазон его функциональных возможностей.

Цель изобретения — увеличение разнообразия получаемых вольтамперных характеристик и количества участков с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

Для достижения поставленной цели в многоустойчивом полупроводниковом приборе, содержащем два комплементарных полевых транзистора, затвор первого из которых соединен со стоком второго полевого транзистора и с одним из внешних выводов прибора, а затвор второго полевого транзистора соединен со стоком первого полевого транзистора и со вторым внешним выводом прибора, в разрыв цепи истоков последовательно включены п цепочек, каждая из которых состоит из двух комплементарных полевых транзисторов, так что затвор первого полевого транзистора каждой последующей цепочки с тем же типом проводимости, что и первый транзистор предыдущей цепочки, соединен со стоком второго полевого транзистора своей цепочки и с истоком второго транзистора предыдущей цепочки, затвор второго полевого транзистора каждой последующей цепочки соединен со стоком первого полевого транзистора своей цепочки и с истоком

762(38

3

первого полевого транзистора предыдущей цепочки, а истоки полевых транзисторов последней цепочки соединены друг с другом через элемент связи.

Элемент связи может быть выполнен в виде проводящей перемычки.

В качестве элемента связи может быть включен не менее чем один элемент, вольтамперная характеристика которого содержит не менее чем один участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема многоустойчивого полупроводникового прибора; на фиг. 2 приведена вольтамперная характеристика прибора, у которого в качестве элемента связи включена проводящая перемычка; на фиг. 3 приведена вольтамперная характеристика прибора для случая, когда в качестве элемента связи включен элемент с 8-образной вольтамперной характеристикой.

В соответствии с фиг. 1 в многоустойчивом полупроводниковом приборе, содержащем два комплементарных полевых транзистора 1 н 2, затвор первого из которых соединен со стоком второго полевого транзистора и с одним из внешних выводов 3 прибора, а затвор второго полевого транзистора соединен со стоком первого полевого транзистора и со вторым внешним выводом 4 прибора, в разрыв цепи истоков последовательно включены две цепочки, каждая из которых состоит из двух комплементарных полевых транзисторов 5 и 6, 7 и 8, так что затвор первого полевого транзистора каждой последующей цепочки с тем же типом проводимости, что и первый транзистор предыдущей цепочки, соединен со стоком второго полевого транзистора своей цепочки и с истоком второго транзистора предыдущей цепочки, затвор второго полевого транзистора каждой последующей цепочки соединен со стоком первого полевого транзистора своей цепочки и с истоком первого полевого транзистора предыдущей цепочки, а истоки полевых транзисторов 7 и 8 последней цепочки соединены друг с другом через элемент связи 9.

Схема может иметь Ν- или 8-образную вольтамперную характеристику, например, может представлять собой соответственно туннельный диод или тиристор.

В качестве элемента связи может быть включена цепочка из нескольких последовательно соединенных туннельных диодов или цепочка из двух последовательно пли параллельно включенных элементов со взаимно дуальными вольтамперными характеристиками, содержащими участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением, например, туннельного диода н тиристора.

4

В качестве элемента связи 9 может быть включена цепочка из к элементов с 8-образной вольтамперной характеристикой, например, динисторов, и к— 1 стабилизатора тока, причем в этой цепочке каждая из к—1 точек соединения анода и катода соседних, последовательно и согласно включенных элементов с 5-образной вольтамперной характеристикой, соединены с анодным или катодным выводами цепочки через стабилизатор тока.

В многоустойчивом полупроводниковом элементе в качестве полевых транзисторов могут быть использованы полевые транзисторы как с полупроводниковыми, так и с изолированными затворами.

Многоустойчивый полупроводниковый прибор работает следующим образом.

Внешнее напряжение, приложенное между анодным и катодным внешними выводами 4 и 3 прибора, распределяется между ламбдадиодами, составляющими прибор. Первый ламбдадиод, образованный полевыми транзисторами 1 и 2, подключен к катодному и анодному внешним выводам 3 и 4 прибора. В разрыв цепи истоков полевых транзисторов 1 и 2 первого ламбдаднода включен второй ламбдадиод, образованный транзисторами 5 и 6, в цепи истоков которых включен третий ламбдадиод, образованный транзисторами 7 и 8 (такое соединение в дальнейшем называется каскадным). Каждый последующий ламбдадиод — в случае их каскадного соединения — имеет меньший ток максимума, чем предыдущий, а напряжение запирания предыдущего ламбдадиода должно быть не менее чем в 1,5—2 раза больше, чем напряжение запирания последующего.

В многоустойчивом полупроводниковом приборе (изображенном на фиг. 1), у которого в качестве элемента связи 9 включена проводящая перемычка, при возрастании от нуля напряжения, приложенного к выводам 3 и 4 прибора, первым начинает запираться последний, 3-й, ламбдадиод (полевые транзисторы 7 и 8). Однако при дальнейшем росте внешнего напряжения начинает запираться 2-ой ламбдадиод (полевые транзисторы 5 и 6), что приводит к перераспределению напряжения между вторым и третьим ламбдадиодами. Напряжение на третьем ламбдадиоде при этом уменьшается, что вызывает его отпирание. При дальнейшем росте внешнего напряжения прибор запирается второй раз вследствие запирания 2-го ламбдадиода. Аналогично, при запирании под действием внешнего напряжения 1-го ламбдадиода (полевые транзисторы 1 и 2), имеющего наибольшее из всех трех ламбдаднодов напряжение запирания и наибольший ток максимума, происходит отпирание 2-го ламбдадиода, что, в свою очередь, вызывает сна762138

5

чала отпирание 3-го, а затем — вследствие увеличения напряжения, приходящегося на этот ламбдадиод, — его очередное (в 3-й раз) запирание. При дальнейшем росте внешнего напряжения запирающийся 1-й ламбдидиод вызывает уменьшение напряжения на 2-ом и 3-ем ламбдиодах, что приводит к отпиранию (в 4-й раз) 3-го ламбдадиода. При запирании 1-го ламбдадиода запирается весь прибор в целом. Результирующая вольтамперная характеристика прибора показана на фиг. 2 сплошной линией. Она имеет четыре участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Вольтамперная характеристика 1-го ламбдадиода изображена там же штриховой линией, а вольтамперная характеристика части прибора, образованной 1-м и 2-м ламбдадиодами, —- штрих-пунктирной линией.

Работа многоустойчивого полупроводникового прибора, у которого в качестве элемента связи включен прибор с не менее чем одним участком с отрицательным дифференциальным сопротивлением, определяется еще и процессами перераспределения напряжения между последним ламбдадиодом и прибором, включенным в разрыв цепи истоков его полевых транзисторов.

Результирующая вольтамперная характеристика прибора, в котором в качестве элемента связи включен элемент с 5-образной вольтамперной характеристикой, имеет поли-й-образный вид (см. фиг. 3).

В общем случае число участков с отрицательным дифференциальным сопротивлением прибора, состоящего из я'-каскадно включенных ламбдадиодов (т. е. соединенных так, что каждый последующий ламбдадиод включен в разрыв цепи истоков полевых транзисторов предыдущего ламбдадиода), может быть определено по формуле:

М = 2^П-1,

где М — число участков с отрицательным дифференциальным сопротивлением на результирующей вольтамперной характеристике прибора.

При включении в цепи истоков последней пары комплементарных полевых транзисторов в качестве элемента связи полупроводникового прибора, элемента или схемы с одним или несколькими участками

6

с отрицательным дифференциальным сопротивлением число участков на результирующей вольтамперной характеристике многоустойчивого прибора увеличивается в несколько раз.

Claims

Формула изобретения

1. Многоустойчивый полупроводниковый прибор, содержащий два комплементарных полевых транзистора, затвор первого из которых соединен со стоком второго полевого транзистора и с одним из внешних выводов прибора, а затвор второго полевого транзистора соединен со стоком первого полевого транзистора и со вторым внешним выводом прибора, отличающийся тем, что, с целью увеличения разнообразия получаемых вольтамперных характеристик и увеличения количества участков с отрицательным дифференциальным сопротивлением, в разрыв цепи истоков последовательно включены п цепочек, каждая из которых состоит из двух комплементарных полевых транзисторов, так что затвор первого полевого транзистора каждой последующей цепочки с тем же типом проводимости, что и первый транзистор предыдущей цепочки, соединен со стоком второго полевого транзистора своей цепочки и с истоком второго транзистора предыдущей цепочки, затвор второго полевого транзистора каждой последующей цепочки соединен со стоком первого полевого транзистора своей цепочки и с истоком первого полевого транзистора предыдущей цепочки, а истоки полевых транзисторов последней цепочки соединены друг с другом через элемент связи.
2. Прибор по π. 1, отличающийся тем, что элемент связи выполнен в виде проводящей перемычки.
3. Прибор по π. 1, отличающийся тем, что в качестве элемента связи включен не менее чем один элемент, вольтамперная характеристика которого содержит не менее чем один участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением.