Дослідження біполярного транзисторного негатрону

Abstract

UK: Розширення функціональних можливостей пристроїв діагностування та захисту електрообладнання можливе за умови втілення новітньої елементної бази. Перспективним напрямком розвитку електронних напівпровідникових пристроїв є застосування негатронів – елементів з відємним значенням опору (ємності, індуктивності). Оскільки виготовлення негатронів є поки що трудомістким технологічним процесом, їх серійне виробництво поки що не налагоджене. За допомогою існуючих напівпровідникових активних елементів можна отримати аналоги негатронів. В роботі досліджується штучні вольт-амперні характеристики (ВАХ) аналогу негатрону на двох біполярних транзисторів однієї структури (n-p-n) з ціллю визначити способи і межі регулювання її ширини і амплітуди для отримання практичних рекомендації під час проектування електронних пристроїв діагностування і захисту силового електрообладнання. Було встановлено, що ширина ВАХ залежить від співвідношення між опорами резисторів, включених у коло баз транзисторів – це має практичний інтерес, оскільки ВАХ можна підлаштовувати індивідуально для конкретного випадку залежно від технічного завдання. Амплітуда ВАХ залежить як від параметрів транзисторів, так і від співвідношення опорів означених резисторів. Аналог біполярного транзисторного негатрона можна застосовувати в якості перетворювача неелектричних величин в електричні оскільки ширина основи збільшується майже в 4 рази, що дозволяє контролювати декілька об’єктів одночасно. RU: Расширение функциональных возможностей устройств диагностирования и защиты электрооборудования возможно при условии применения современной элементной базы. Перспективным направлением развития электронных полупроводниковых приборов является применение негатронов – элементов с отрицательным значением сопротивления (емкости, индуктивности). Поскольку изготовление негатронов в настоящее время пока еще остается трудоемким технологическим процессом, не налажено их серийное производство. С помощью существующих полупроводниковых активных элементов можно получить аналоги негатронов. В работе исследуется искусственные вольт-амперные характеристики (ВАХ) аналога негатрона на двух биполярных транзисторах одной структуры (n-p-n) с целью определения способа и пределов регулирования ее ширины и амплитуды для получения практических рекомендации при проектировании электронных устройств диагностирования и защиты силового электрооборудования. Было установлено, что ширина ВАХ зависит от соотношения между сопротивлениями резисторов, включенных в цепи баз транзисторов – это имеет практический интерес, поскольку ВАХ можно подстраивать индивидуально для конкретного случая в зависимости от технического задания. Амплитуда ВАХ зависит как от параметров транзисторов, так и от соотношения сопротивлений указанных резисторов. Аналог биполярного транзисторного негатрона можно применять в качестве преобразователя неэлектрических величин в электрические, поскольку ширина основания ВАХ регулируется в широких пределах, что позволит контролировать несколько объектов одновременно. EN: The functionality of devices for diagnosing and protecting electrical equipment could be expanded by help of modern element base. A promising direction in the development of electronic semiconductor devices is the use of negatrons – elements with a negative value of resistance (capacitance, inductance). Since the production of negatrons is still a labor-intensive technological process, their serial production has not been established. Using the existing semiconductor active elements, analogs of negatrons can be obtained. The paper investigates the synthetic volt-amps diagram of negatron analogue based on two bipolar transistors of the same structure (n-p-n) in order to determine the method and limits for regulating its width and amplitude in order to obtain practical recommendations in the design of electronic devices for diagnosing and protecting power electrical equipment. It was found the volt-amps diagram width depends on the ratio between the resistances included in the base circuits of the transistors – this is of practical interest, since the diagram can be adjusted individually for a particular case, depending on the technical task. The volt-amps diagram amplitude depends both on the parameters of the transistors and on the ratio of these resistances. An analogue of bipolar transistor negatron can be used as a non-electrical quantities converter into electrical ones. Since the volt-amps diagram width is regulated within wide limits, several objects could be controlled at the same time.