Температурные зависимости параметров вольт-амперной характеристики резонансно-туннельного диода
Контрольная работа - Компьютеры, программирование
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
»ьт-амперные характеристики образцов в обратном направлении. На рис.1 приведены ВАХ, полученные при температурах Т = 298 К и Т = 52 К.
Рис. 16 - ВАХ РТД в обратном направлении
ВАХ изменяется с падением температуры как внутри области ОДП, так и до области ОДП, а сама область ОДП смещается в сторону больших напряжений.
По полученным ВАХ были найдены максимальные значения отрицательной дифференциальной проводимости:
Т=52 КТ=293 КМаксимальный модуль ОДС, 0,1 См0,410,50Напряжение смещения, 2 мВ1002806Таким образом, при подключении РТД в обратном направлении, при понижении температуры максимум дифференциальной проводимости уменьшается и смещается в область более высоких напряжений смещения.
При промежуточных значениях температуры были получены следующие дополнительные зависимости:
Зависимость границ ОДП от температуры образца.
Рис. 17
Легко заметить, что при обратном включении РТД понижение температуры до азотной способствует расширению области ОДП,
) Зависимость тока пика и тока долины от температуры образца.
Рис. 18
При понижении температуры разность токов пика и долины увеличивается.
) Зависимость отношения ток пика/ток долины от температуры образца.
Рис. 19
Отношение тока пика к току долины схоже зависит от температуры, как и в случае прямого подключения РТД.
) Зависимость средней дифференциальной проводимости от температуры образца.
Рис. 20
При понижении температуры средняя дифференциальная проводимость уменьшается.
) Зависимость средней мощности возможного излучения от температуры образца.
Рис. 21
Из полученной зависимости видно, что при понижении температуры мощность возможного излучения увеличивается.
. Измерение ВФХ РТД.
Для получения ВФХ был использован метод, основанный на измерении разности фаз между током и напряжением измерительного сигнала, с помощью фазового детектора. Напряжение смещения задавалось с внешнего прецизионного источника питания. Для охлаждения образца до температуры 12 К был применен криокулер, использующий замкнутый цикл гелия.
ВФХ при Т=293К
Рис. 22
Полученные зависимости ВФХ имеют немонотонный характер - наблюдаются области с почти неменяющейся ёмкостью, области с резкими пиками и отрицательной ёмкостью. Все особенности кривой находятся в области отрицательной дифференциальной проводимости. При прохождении в обратном направлении наблюдается небольшой гистерезис в пиках.
Рис. 23
ВФХ при Т=12К.
При понижении температуры общий характер кривой сохраняется, однако все особенности в области ОДП достаточно сильно сглаживаются.
Рис. 24
резонансный туннельный диод напряжение
Рис. 25
Рис. 26
Выводы
В работе были измерены ВАХ и ВФХ РТД при температурах от 298 К до 12 К в прямом и обратном направлениях.
ВАХ изменяется с падением температуры как внутри области ОДП, так и до области ОДП (выполаживается), и сама область ОДП смещается в сторону больших напряжений. По полученным ВАХ были найдены:
значения максимума модуля отрицательной дифференциальной проводимости. При прямом подключении с уменьшением температуры образца максимальное значение ОДП увеличивается и смещается в сторону более высоких напряжений. При подключении РТД в обратном направлении с понижением температуры максимум дифференциальной проводимости уменьшается;
зависимость границ ОДП от температуры образца. Оказалось, что при прямом включении РТД понижение температуры способствует сужению области ОДП, а при обратном-расширению;
зависимость тока пика и тока долины от температуры образца. И в прямом, и в обратном направлении при понижении температуры разность токов пика и долины увеличивается;
зависимость отношения ток пика/ток долины от температуры образца. Обнаружено, что с понижением температуры до азотной, отношение растёт, при дальнейшем понижении температуры отношение токи пика/долины выходит практически на постоянное значение. Данная тенденция сохраняется при прямом и обратном включении РТД;
зависимость средней дифференциальной проводимости от температуры образца. При понижении температуры средняя дифференциальная проводимость увеличивается при прямом подключении и уменьшается при обратном;
зависимость средней мощности возможного излучения от температуры образца. Из полученной зависимости видно, что при понижении температуры средняя мощность возможного излучения уменьшается при возрастающем напряжении и увеличивается при убывающем.
Воль-фарадные характеристики РТД при Т=293К и Т=12 К имеют особенности в области ОДП. В обоих случаях наблюдается гистерезис по емкости в пиках кривой. При понижении температуры особенности на ВФХ по-прежнему присутствуют и сдвигаются за областью ОДП, однако наблюдается значительное уменьшение их амплитуды.