Circuito electrónico con resistencia diferencial negativa controlable y sus aplicaciones
Autores: Ulansky, Vladimir; Raza, Ahmed; Oun, Hamza
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Circuito electrónico con resistencia diferencial negativa controlable y sus aplicaciones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Dispositivos electrónicos
Circuitos
Resistencia diferencial negativa
NDR
Transistores
Osciladores
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 56
Citaciones: Sin citaciones
Los dispositivos electrónicos y circuitos con resistencia diferencial negativa (NDR) son ampliamente utilizados en osciladores, dispositivos de memoria, multiplicadores de frecuencia, mezcladores, etc. Tales dispositivos y circuitos suelen tener características corriente-voltaje de tipo -, -, o -. En los dispositivos y circuitos NDR conocidos, es prácticamente imposible aumentar la resistencia negativa sin cambiar el tipo o las dimensiones de los transistores. Además, algunos de ellos tienen tres terminales asumiendo dos fuentes de alimentación. En este documento, se propone un nuevo circuito NDR que comprende una combinación de un transistor de efecto de campo (FET) y un espejo de corriente (CM) de transistor bipolar de unión simple (BJT) con múltiples salidas. Una característica distintiva del circuito propuesto es la capacidad de cambiar la magnitud del NDR aumentando el número de salidas en el CM. Se derivan expresiones matemáticas para calcular las corrientes y voltajes de umbral de las características corriente-voltaje de tipo N para varios tipos de FET. Los umbrales de corriente y voltaje calculados se comparan con los resultados de la simulación. Se consideran las posibles aplicaciones del circuito NDR propuesto para el diseño de osciladores de frecuencia única y osciladores controlados por voltaje (VCO). El VCO NDR diseñado tiene un nivel muy bajo de ruido de fase y tiene uno de los mejores valores de una figura de mérito estándar (FOM) entre los VCO publicados recientemente. La eficacia de los osciladores propuestos se confirma mediante los resultados de la simulación y el prototipo implementado.
Descripción
Los dispositivos electrónicos y circuitos con resistencia diferencial negativa (NDR) son ampliamente utilizados en osciladores, dispositivos de memoria, multiplicadores de frecuencia, mezcladores, etc. Tales dispositivos y circuitos suelen tener características corriente-voltaje de tipo -, -, o -. En los dispositivos y circuitos NDR conocidos, es prácticamente imposible aumentar la resistencia negativa sin cambiar el tipo o las dimensiones de los transistores. Además, algunos de ellos tienen tres terminales asumiendo dos fuentes de alimentación. En este documento, se propone un nuevo circuito NDR que comprende una combinación de un transistor de efecto de campo (FET) y un espejo de corriente (CM) de transistor bipolar de unión simple (BJT) con múltiples salidas. Una característica distintiva del circuito propuesto es la capacidad de cambiar la magnitud del NDR aumentando el número de salidas en el CM. Se derivan expresiones matemáticas para calcular las corrientes y voltajes de umbral de las características corriente-voltaje de tipo N para varios tipos de FET. Los umbrales de corriente y voltaje calculados se comparan con los resultados de la simulación. Se consideran las posibles aplicaciones del circuito NDR propuesto para el diseño de osciladores de frecuencia única y osciladores controlados por voltaje (VCO). El VCO NDR diseñado tiene un nivel muy bajo de ruido de fase y tiene uno de los mejores valores de una figura de mérito estándar (FOM) entre los VCO publicados recientemente. La eficacia de los osciladores propuestos se confirma mediante los resultados de la simulación y el prototipo implementado.