隧道二极管振荡器
使用隧道二极管构建的振荡器电路称为隧道二极管振荡器。如果正常 PN 结的杂质浓度大幅增加，就会形成隧道二极管。它也被称为Esaki 二极管，以其发明者命名。
隧道二极管
当二极管中的杂质浓度增加时，耗尽区的宽度会减小，从而向电荷载流子施加一些额外的力以穿过结。当该浓度进一步增加时，由于耗尽区的宽度减小和电荷载流子的能量增加，它们会穿透势垒，而不是越过它。这种穿透可以理解为隧道效应，因此得名隧道二极管。
下图显示了实际隧道二极管的外观。
隧道二极管的符号如下所示。
有关隧道二极管的更多详细信息，请参阅我们的基础电子学教程。
隧道二极管振荡器
隧道二极管有助于产生接近 10GHz 的极高频信号。实用的隧道二极管电路可能由开关 S、电阻器 R 和电源 V 组成，通过隧道二极管 D 连接到储能电路。
工作原理
所选电阻的值应使隧道二极管偏置在负阻区域的中间。下图显示了实用的隧道二极管振荡器电路。
在此电路中，电阻器 R1 为二极管设置适当的偏置，电阻器 R2 为储能电路设置适当的电流水平。电阻 Rp 电感 L 和电容 C 的并联组合形成一个谐振电路，该电路在选定的频率下产生谐振。
当开关 S 闭合时，电路电流立即上升至恒定值，该值由电阻 R 的值和二极管电阻决定。然而，当隧道二极管 VD 两端的电压降超过峰点电压 Vp 时，隧道二极管被驱动进入负阻区。
在此区域，电流开始减小，直到电压 VD 等于谷点电压 Vv。此时，电压 VD 的进一步增加将驱动二极管进入正阻区。因此，电路电流趋于增加。电路的增加将增加电阻器 R 上的电压降，从而降低电压 VD。
V-I 特性曲线
下图显示了隧道二极管 − 的 V-I 特性。
曲线 AB 表示负阻区域，因为电阻减小而电压增加。很明显，Q 点设置在曲线 AB 的中间。Q 点可以在电路运行期间在点 A 和 B 之间移动。点 A 称为峰值点，点 B 称为谷值点。
在操作过程中，到达点 B 后，电路电流的增加将增加电阻 R 两端的电压降，从而降低电压 VD。这使二极管回到负阻区。
电压 VD 的下降等于电压 VP，这就完成了一个操作周期。这些周期的延续产生连续振荡，从而产生正弦输出。
优点
隧道二极管振荡器的优点如下 −
- 它具有高开关速度。
- 它可以处理高频。
缺点
隧道二极管振荡器的缺点如下 −
- 它们是低功耗设备。
- 隧道二极管有点贵。
应用
隧道二极管振荡器的应用如下 −
- 它用于张弛振荡器。
- 它用于微波振荡器。
- 它还用作超高速开关设备。
- 它用作逻辑存储器。
在介绍了所有主要的正弦振荡器电路之后，需要注意的是，有许多振荡器，如到目前为止提到的振荡器。产生正弦波形的振荡器是如上所述的正弦振荡器。
产生非正弦波形（矩形、扫描、三角等）的振荡器是非正弦振荡器，我们在脉冲电路教程中详细讨论过。
