Стабилизатор тока
О П И С А Н И Е 267706
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Кл. 21а, 35/14
Заявлено 14.Х.1968 (№ 1274599/26-9) с присоединением заявки ¹
МПК Н 02m, 3/14
G 051 1/56
УДК 621.316.721 (088.8) Приоритет
Опубликовано 02.IV.1970. Бюллетень ¹ 13
Комитет ло делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Дата опубликования описания 6Х111.1970
).
М. E. Левинштейн и M. С. Шур
Физико-технический институт имени А. Ф. Иоф е
БУЛЬБ. ®
Авторы изобретения
Заявитель
СТАБИЛИЗАТОР ТОКА
Изобретение заключается в использовании диода Ганна в качестве стабилизатора тока в непрерывном и импульсном режиме, Стабилизатор тока, выполненный на диоде Ганна, может найти применение в электротехнике, радиотехнике и радиолокации.
Известны стабилизаторы тока, выполненные на бареттерах, полупроводниковых триодах и специальных электронных схемах.
Однако эти устройства обладают общим недостатком — для их работы требуются специальные источники питания. Кроме того, каждое из этих устройств обладает и своими специфическими недостатками. Главным недостатком бареттера является его крайняя инерционность, ограниченный срок службы п низкий частотный диапазон работы. Недостатками электронных схем стабилизации тока является громоздкость, дороговизна, низкий к.п.д. Основным недостатком транзисторных схем стабилизации является невозможность стабилизировать большие токи на достаточно высоких частотах.
Предлагаемый стабилизатор тока на диоде
Ганна свободен от недостатков, пр сущих известным стабилизаторам тока.
Применение в качестве стабилизатора тока диода Ганна в непрерывном и импульсном режиме позволяет уменьшить время установления режима стабилизации, устранить дополнительные источники питания и расширить рабочий диапазон стабилизации.
Диод Ганна имеет габариты в тысячу раз меньшие, чем транзисторные схемы стабили5 зации, и не нуждается в особом источнике питания.
На чертеже представлена типичная вольтамперная характеристика устройства, применяемого в качестве стабилизатора тока. На10 пряжение, соответствующее точке 1, — минимальное напряжение стабилизации. На участке 2 элемент не обладает стабилизирующими свойствами. Если, например, падающее напряжение на стабилизирующем элементе
15 находится в пределах участка 8, то ток, протекающий через элемент, не зависит от приложенного напряжения. Длина участка 1 — 4 характеризует динамический диапазон стабилизатора. На участке 5 элемент вновь утра20 чивает стабилизирующие свойства.
Величина напряжения U, при котором наступает насыщение вольт-амперной характеристики по току (точка 1), определяется толU шиной диода L. Напряженность поля Е=—
25 L составляет 2,5-;-3,5 кв/с,и. Нижний предел для толщины диода L лежит в районе 1 микрона и определяется возможностями технологии (шлифовка, эпитаксиальное наращивание, 30 техника изготовления интегральных схем).
267706
Предмет изобретения
Icmab
Составитель P. Чернобельскаи
Редактор В. В. Фельдман Текред Л. Я. Левина Корректор С. A. Кузовенкова
Заказ 2137у9 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР
Москва Ж-35, Раушская наб., д. 475
Типография, пр. Сапунова, 2
Верхний предел для L ограничен возможностью получения достаточно большого куска однородного материала и составляет величину порядка 1 см.
Длина участка стабилизатора (участок
1 — 4) опеределяет качество используемого материала, поскольку подъем тока с увеличением напряжения (участок 5) связан с пробоем примесей в достаточно сильном электрическом поле. В настоящее время использование наиболее высококачественного GaAs позволяет получать диоды, у которых величина напряжения 0,4 в 8 — 10 раз больше напряжения 0-+-1. Таким образом, динамический диапазон стабилизатора оказывается достаточно широким.
Величина тока стабилизатора 1„,q зависит от удельного сопротивления используемого материала и площади поперечного сечения прибора. Поскольку оба эти параметра могут быть легко изменены на несколько порядков, возможно регулирование рабочего тока стабилизатора 1„,6 от долей миллиампера до тысяч ампер.
Время установления рабочего режима стабилизатора определяется Максвелловским временем релаксации материала и составляет величину 10 а — 10 та сек.
5 Схемы включения стабилизатора на диоде
Ганна совместно со стабилизируемым элементом являются стандартными и ничем не отличаются от схем включения известных стабилизаторов. Наиболее простым способом яв10 ляется последовательное включение стабилизатора и стабилизирующего элемента. Для увеличения тока стабилизации, стабилизаторы на диоде Ганна можно включать параллельно.
Применение диода Ганна в качестве стаби20 лизатора тока в непрерывном и импульсном режиме, с целью уменьшения времени установления режима стабилизации, устранения дополнительных источников питания и расширения рабочего диапазона стабилизации.
