Запоминающее устройство па туннельных диодах
Н. — Правда, я довольно плохо знаю эти приборы и совершенно не представляю, как можно их использовать для создания запоминающих устройств.
Л. — Туннельный диод при напряжении, превышающем некоторый уровень (скажем 0, 4 в), ведет себя в проводящем направлении, как обычный диод. А при напряжении ниже этого уровня при пропускании тока в том же направлении наблюдается совершенно парадоксальная картина — при снижении напряжения ток диода увеличивается. Характеризуя это явление,
Рис. 137. Вольт-амперная характеристика германиевого туннельного диода
Рис 138. Схема использования туннельного диода в качестве запоминающего элемента.
говорят о наличии зоны отрицательного сопротивления. Некоторому напряжению, именуемому пиковым напряжением, со¬ответствует максимальное значение тока. При дальнейшем уменьшении напряжения ток очень быстро снижается до нуля. На рис. 137 я изобразил кривую, характеризующую изменение тока диода в зависимости от напряжения на его выводах. При питании такого туннельного диода заданным напряжением через соответствующим образом подобранный резистор можно получить систему с двумя устойчивыми состояниями.
Н. — Но я совершенно не вижу, как получить такой результат!
Л. — Посмотри приведенную на рис. 138 схему. На этот раз ты должен признать, что она не столь уж сложная. Попробуем определить ток I диода и напряжение на его выводах U. Иначе говоря, нам нужно найти такую пару значений I и U, которая одновременно устроила бы потребителя (туннельный диод) и поставщика электроэнергии (батарею с электродвижущей силой с и внутренним сопротивлением R). Кривая требований потребителя приведена на рис 137. А предписанные поставщиком соотношения величин (U и I согласно закону Ома характеризуются прямой, которую ты знаешь под названием «нагрузочная прямая» или «нагрузочная характеристика» На рис. 139 я начертил вольт-амперную характеристику туннельного диода и провел нагрузочную прямую; как ты видишь, пары значений U и I, соответствующие устойчивому состоянию, графически обозначены точками А и В.
Н. — Туннельный диод, действительно, чудесный прибор; для создания схемы с двумя устойчивыми состояниями требуются всего лишь батарея, один резистор и один диод. Но что ты сделаешь, с точкой С. Это еще одно возможное состояние?
Л. — Да, возможное, но неустойчивое. В этом месте динамическое сопротивление туннельного диода имеет отрицательную величину, и соответствующее ей состояние не может долго сохраняться.
Как ты видишь, на нескольких туннельных диодах можно создать запоминающее устройство.