Исследуем туннельный диод

Раньше я считал: ну диод, и диод, в одну сторону звонится, в другую нет, подумаешь там извилина там какая-то на характеристике в туннельного диода, но звонится то он должен как диод. И вот, попались мне в руки, первый раз в жизни, три туннельных диода, выпаял из…, вот здесь рассказано:
http://www.pro-radio.ru/start/3494/
И каким было мое удивление: эти диоды звонились цифровым тестером в обоих направлениях 7…8 Ом (ток измерения прибора не более 1 мА).

Попробовал пропустить ток через диод: взял напряжение с потенциометра, и увеличивал, начиная с единиц милливольт, смотрел падение напряжения на нагрузочном резисторе. Даже несколько милливольт открывали диод, ток проходил и в прямом и в обратном направлениях, как через резистор, при увеличении напряжения на входе линейно увеличивалось напряжение на нагрузочном резисторе, проверил до 2..3 мА, никаких извилин на характеристике.

Решил автоматизировать процесс измерения. Линейно возрастающее пилообразное напряжение подал на эмиттерный повторитель, а с выхода повторителя, через 910 Ом на анод диода. Катод диода, через резистор 100 Ом, соединил с общим проводом. Осциллограф подключил параллельно резистору 100 Ом. Вот что показал осциллограф. Верхняя осциллограмма - ток через туннельный диод.
Нижняя осциллограмма - напряжения на туннельном диоде (осциллограф параллельно диоду).

Линейно убывающего пилообразного напряжения у меня нет, так что пробовал плавно уменьшать напряжение потенциометром, подключенным к входу повторителя. Скачек тока через диод появляется при токе меньше 1 мА.
--
Из этого всего я сделал вывод, что туннельный диод – это такой двухполюсник, который при токе от нуля и до какого то порогового тока, работает как линейный резистор. А при превышении порогового тока, резко, скачком, увеличивает сопротивление. Если же после преодоления порогового тока, уменьшать ток, то скачкообразное уменьшение сопротивления наступит уже при другом, меньшем токе. В справочнике эти токи называются, как пиковый ток и ток впадины.

Как проверить туннельный диод тестером. Омметром с максимальным током измерения 1 мА, никак, звонится на всех пределах как резистор в несколько Ом (при падении напряжения на диоде 0,006 В), потому что измерительного тока 1 мА недостаточно, для превышения пикового тока. А вот тестер, с током измерения 40 мА, показал сопротивление в прямом направлении около 50 Ом, при падении напряжения на диоде 1,2 В. В обратном же, даже при токе 40 мА, туннельный диод звонится как резистор несколько Ом.

Хе-хе-хе... Тунельный диод - штука весьма интересная. Первый раз мне он попался в руки году этак в 1985... Я с его помощью делал триггерную защиту блока питания - при превышении допустимого тога диод перескакивал во вторую ветвь, и резко ограничивая ток, уже оставался в таком состоянии до тех пор, пока не выключишь БП.

Подборку по свойствам ТД я брал в журналах РАДИО за начало 60х годов. Там был целый цикл статей с разными применениями.

Если присмотреться, то можно увидеть на осциллограмме тока и вторую зазубрину, на участке убывания тока.

Собственно, именно это и должно было быть. Традиционное применение туннельных в разных осциллографах - формирование импульсов синхронизации.

АК: Как проверить туннельный диод тестером.
Тестером - никак. Только замена в схеме на заведомо исправный ...

А вот и нет, одним тестером никак не проверить, а двумя, с разными токами измерения сопротивления, можно, или же, если в омметре, при переключении пределов, меняется ток измерения, но важно, чтоб на одном из пределов ток измерения превышал пиковый, а на другом пределе был ниже пикового. На токе ниже пикового, сопротивление несколько Ом, а на токе выше пикового - сопротивление несколько десятков Ом.
В обычных диодов, наоборот, при меньшем токе измерения, сопротивление больше.

Можно проверить, можно даже снять ВАХ в натуре. Но только для этого надо задать напряжение на нём от чистого источника напряжения, т.е. с очень малым выходным сопротивлением, меньшим, чем отрицательное сопротивление падающей ветви туннельника. Тогда можно пройтись по всей ВАХ, и спадающую ветвь увидеть и т.п. И ещё одно должно быть условие - они очень склонны к генерации, поэтому у источника напряжения, кроме минимального Rвых, должны быть минимальные реактивности выходной цепи, иначе туннельник начнёт свистеть, и зачастую на очень высокой частоте (выше воспринимаемой осциллоскопом). Практически я это делаю так: беру 1-омный резистор, к нему проводами минимальной длины подключаю диод через нагрузочный резистор 5...10 ом (оба резистора - безындуктивные), к этому резистору - вольтметр или осциллоскоп через резистор в 500...1000 ом, чтобы ток мерять. Меняю ток через 1 ом, задаю тем самым U на диоде, смотрю ток, строю график на клеточках.
Также надо иметь ввиду, что эти хитрые туннельники часто "плохеют" не только от превышенных режимов, но даже от простого хранения - у них уменьшается высота горба вплоть до полного пропадания, и тогда они превращаются в т.н. "обращённые" (многие неисправности развёрток промышленных осциллографрв - от этого). Кстати, обращённые диоды промышленного изготовления выглядят точно как туннельные, их легко спутать (возможно, их вообще разбраковывают из общей кучи после изготовления). Обращённые используют с туннельными вместо обычных, поскольку у них прямое падение (на "обратной" ветви!) несколько милливольт, что куда лучше даже германиевых, да и по скорости обращённые гораздо выше. Вот за перепутанные ветви ВАХ их и называют обращёнными.

Спец
Спасибо за ликбез. Поиду снимать ВАХ. Как раз в коробке завалялись ГИ401...

Некоторое время назад обсуждалось на http://www.radio.ru/ubb/Forum5/HTML/002542-2.html

Обращенные диоды хорошо в качестве детекторов использовать. Правда сам не пробовал. У меня и КД522 без контура на кусок провода "Радио России" принимать будет (на осциллографе полвольта ВЧ-сигнала получается, не дает ничего малосигнального смотреть)...