Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Портис А. -> "Физическая лаборатория" -> 28

Физическая лаборатория - Портис А.

Портис А. Физическая лаборатория. Под редакцией Русакова Л.А. — М.: Наука, 1972. — 320 c.
Скачать (прямая ссылка): fizlab1972.djvu
Предыдущая << 1 .. 22 23 24 25 26 27 < 28 > 29 30 31 32 33 34 .. 116 >> Следующая

Простой способ анализа отклика схемы на сигнал (15) заключается в разложении V(t) на две синусоидальные функции. Имея в зиду тригонометрическое равенство
cos А cos?^y cos (Л + В) +1 cos (А — В), (16)
перепишем уравнение (15) в виде
V (t) = y Vf> cos (<ая—coJ 1-f ~ V0 cos (co2 + ©J f. (17)
Таким образом, мы видим, что сигнал (15) может быть представлен в виде двух синусоидально меняющихся напряжений. Когда частоты близки друг к другу, мы наблюдаем отклик в виде одного максимума; когда частоты сильно отличаются на выходе, получаются два максимума.
Работа 1.11. ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
При изучении нелинейных сопротивлений (см. Р. 1.9) были получены характеристики вольфрамовой нити и полупроводникового диода. Хотя оба эти прибора обнаруживают сильное отклонение от линейности, ток, который проходит через них, есть монотонно
Рис. 1. Вольтамперные характеристики Рис. 2. Всльтамперные характеристики вольфрамовой нити {а) и полупроводниково- приборов с отрицательным сопротивление го диода (б). ем: а) первый тип, б) второй тип.
возрастающая функция приложенного напряжения. Из рис. 1 следует, что при изменении напряжения на малую величину ДУ малое изменение тока Д/ будет иметь тот же знак, что и Д V. Здесь будет изучен другой тип вольтамперных характеристик, показанный на рис. 2. Их особенностью является наличие такого участка характеристики, где отношение ДУ/Д/ (дифференциальное сопротивление или, что то же самое, сопротивление для малого сигнала) отрицательно. На рис. 2 показаны две типичные характеристики с отрицательным сопротивлением. Примерами приборов первого
88
типа, которые управляются по напряжению, являются вакуумный гетрод, туннельный диод, некоторые электростатические генераторы, а также нервы живого организма. Ко второму типу приборов, управляемых по току, относятся устройства с использованием вольтовой дуги, тлеющего разряда, термисторы.
Чем замечательны системы с отрицательным сопротивлением? При работе в области отрицательного сопротивления они могут быть неустойчивы. Они могут работать в качестве усилителей мощности или генераторов. Весьма подробное обсуждение свойств
отрицательного сопротив- а) 6} S)
ления см. R. S. Mackay, рис. з.
American Journal of Physics 26, 60 (1958). Начнем с вопроса об устойчивости и неустойчивости. Мы все знакомы с механической устойчивостью в применении к понятию равновесия. Состояние равновесия (рис. 3) может быть устойчивым (й), нейтральным (б) и неустойчивым (в). Если сместить шарик влево (рис. 3, а), то он будет совершать колебания вокруг положения равновесия. Когда эти колебания затухнут, шарик будет находиться в состоянии покоя. Если сместить шарик в случае нейтрального равновесия (рис. 3, б), то он останется смещенным, так как не существует возвращающей силы (по крайней мере для маленьких смещений), которая вернула бы шарик в начальное положение. Что случится, если сместить шарик в случае неустойчивого равновесия (рис. 3, в)? При маленьком толчке в любую сторону он будет удаляться от положения равновесия с увеличивающейся скоростью. Другим примером этих трех состояний равновесия является конус, стоящий на основании, на боку и на вершине. В случае, показанном на рис. 3, в, можно добиться Рис- 4- устойчивого равновесия с по-
мощью трения. Вообще в идеальном случае невозможно найти тело, находящееся в положении неустойчивого равновесия. Так, например, невозможно установить конус на его вершину (идеально отточенную).
На рис. 4 показан пример простой системы, обладающей характеристикой с отрицательным сопротивлением. Такой системой является выгнутый тонкий диск, закрепленный по краям. Если приложить небольшую силу, действующую вниз к центру диска (рис. 4, а, б), то центр диска сместится книзу на малое расстояние. При приложении большей силы диск прогибается все больше (в противоположную сторону) и, наконец, скачком переходит в свое другое устойчивое положение (рис. 4, в). Если бы мы
89
V
1
Рис. 5.
Рис. 6.
-г и
0
0
+ 1?
0
р
000© 000© 000©
а)
ё
ё

©
ё б 0 ©
+ 0 0 0 0 ©
О ё 0 ©
ё ё 0 ©
0 ё 0 ©
-е -е
©©
-с -е
©©
-е -е
© ©
-е -е
© ©
-с -в
© ©
В)
©0
00
©0
+е +е


©© ©© ©©
©©
ей
© ё
ёё
~е -е
© ©
п
д)
Рис. 7. В обычном диоде плотности электронов и дырок невелики й область, из которой чер паются заряды, широка (а). Ток прямого направления связан с рекомбинацией, а обратного — с генерацией носителей (б). В туннельном диоде плотности электронов н дырок очень велики, а область, из которой черпаются заряды, узка (в). Даже при небольшом приложенном потенциале электроны просачиваются через переход и рекомбинируют с дырками (г). Это просачивание (туннельный эффект) носителей создае»дополиительный ток при небольшом потенциале {&). Действительная характеристика туннельного диода определяется суммой рекомбинанионного и туннельного токов {е).
90
нарисовали график в координатах смещение диска г — приложенная сила Р, то он имел бы вид, как на рис. 5. Для значений г вне интервала—г0^.г^.гс диск ведет себя, как обычная пружина, подчиняющаяся закону Гука, т. е. смещение от положения равновесия пропорционально действующей силе. В промежуточной области смещений на диск действует J сила изменяющегося знака, что говорит о наличии отрицательного сопротивления. Эта аналогия не совсем точна, так как мы
Предыдущая << 1 .. 22 23 24 25 26 27 < 28 > 29 30 31 32 33 34 .. 116 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed