DE1591640A1 - oscillator - Google Patents

Description

TELEFUNKEN ' 25« Februar I967TELEFUNKEN '25 February 1967

PE/PT-BK/Sch/Kö Patentverwertungsgesellschaft m.b.H, 1J51/66-BKPE / PT-BK / Sch / Kö Patentverwertungsgesellschaft m.b.H, 1J51 / 66-BK

Oszillatoroscillator

Die Erfindung befasst sich mit einem Oszillator, der einen Halbleiterkörper vorgegebener Abmessungen enthält, welcher bei Überschreiten einer kritischen elektrischen Feldstärke aufgrund eines Volumeneffektes eine Stromspannungskennlinie mit einem Bereich negativen differentiellen Widerstandes aufweist. The invention relates to an oscillator, the one Contains semiconductor body of predetermined dimensions, which when a critical electric field strength is exceeded has a current-voltage characteristic curve with a range of negative differential resistance due to a volume effect.

Derartige Oszillatoren sind beispielsweise durch die Literaturstelle Solid-state Commun, 1 (1963), Seiten 88 - 91 "Microwave Oscillations of Current in III-V-~Semieonductors" bekannt.Such oscillators are, for example, from the literature reference Solid-state Commun, 1 (1963), pages 88-91 "Microwave Oscillations of Current in III-V- ~ Semieonductors "known.

Ziel vorliegender Erfindung^ wie sie u,a. in den Patentansprüchen beschrieben wird ist es» einen Oszillator aufzuzeigen, der durch ein von aussen auf den Halbleiter wirkendes elektrisches Signal zum Schwingen gebracht wird und in diesem Zustand verbleibt, auch wenn das Auslösesignal beendet ist. Hierzu wird der Halbleiter mit einer unterkritischen Gleichvorspannung versehen und derart mit einem geeignet dimensionierten Resonator gekoppelt, dass dur-ch einen einwirkenden externen Impuls, welcher die wirksame elektrische Feldstärke im Halbleiter kurzzeitig über den kritischen Wert anhebt, eine Strominstabilität und damit auch ein Wechselspannungsimpuls am Resonator ausgelöst wird, dessen positive Halbwellen dann ihrerseits eine jeweils erneute Anhebung der wirksamen Vorspannung des HalbleitersThe object of the present invention as it inter alia. in the claims it is to be described »to show an oscillator which is generated by an electric oscillator acting on the semiconductor from outside Signal is made to oscillate and remains in this state even when the trigger signal has ended. This is done the semiconductor is provided with a subcritical DC bias and coupled to a suitably dimensioned resonator in such a way that an acting external impulse, which the effective electric field strength in the semiconductor briefly increases above the critical value, a current instability and thus an alternating voltage pulse is triggered at the resonator, the positive half-waves of which in turn produce a each time the effective bias voltage of the semiconductor is increased again

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über den kritischen Wert bewirkt. Die durch das erste extern bewirkte Anheben der am Halbleiter wirksamen Vorspannung über den kritischen Wert im Halbleiterkristall entstehende Schwingung würde im allgemeinen infolge der vorhandenen Verluste exponentiell abklingen. Da zumindest die zweite positive Halbwelle dieser Schwingung durch geeignete Ankopplung und Dimensionierung des Resonators noch so gross sein soll, dass der kritische Wert überschritten wird, erfolgt somit immer wieder eine erneute Auslösung einer Strominstabilität und infolgedessen auch eine erneute Spannungsschwingung am Resonator. Dieser Vorgang setzt sich beliebig lange fort.causes above the critical value. The through the first external caused the bias voltage effective on the semiconductor to rise above the critical value in the semiconductor crystal would generally decay exponentially as a result of the losses involved. Since at least the second positive half-wave this oscillation should still be so large that the critical value, through suitable coupling and dimensioning of the resonator is exceeded, there is always a new one A current instability is triggered and, as a result, a renewed voltage oscillation at the resonator. This process continues go on for as long as you like.

In der praktischen Ausführung wird man den Halbleiter beispielsweise in den Zug des Innenleiters eines koaxial aufgebauten Resonators einbauen, dem z.B. mittels einer geeignet angekoppelten Antenne-ein externer HP-Impuls zur Einschaltung des Oszillators zugeführt wird. Durch diese Anordnung des Halbleiters erhält man die gewünschte Rückwirkung der Ausgangsschwingung, die das Aufrechterhalten des Schwingungsvorganges beim einmaligen Anregen durch einen kurzzeitigen Impuls ermöglicht, wenn der Resonator vorzugsweise eine hohe Güte aufweist und die Last relativ lose angekoppelt ist.In the practical implementation one becomes the semiconductor for example in the train of the inner conductor of a coaxially constructed resonator, e.g. by means of a suitably coupled Antenna - an external HP pulse to switch on the oscillator is fed. This arrangement of the semiconductor results in the desired reaction of the output oscillation, the the maintenance of the oscillation process in the case of a single excitation by a brief impulse enables if the Resonator preferably has a high quality and the load is coupled relatively loosely.

Pur bestimmte Anwendungszwecke wird es nötig sein, dass man die so in Gang gesetzte Oszillatorschwingung abschalten kann. Hierfür ist es zweckmässig, beispielsweise aus der Oszillatorschwingung selbst ein Steuersignal abzuleiten, welches inFor certain purposes it will be necessary that one can switch off the oscillator oscillation set in motion in this way. It is useful for this, for example from the oscillator oscillation to derive a control signal, which in

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geeigneter Weise duroh Absenken der Vorspannung unter den kritischen Wert oder durch Abschalten der Vorspannung die ausgelöste Schwingung unterbricht. Eine Ausführungsform kann so aufgebaut sein, dass man einen geeigneten Teil der Ausgangsschwingung gleichrichtet und mit Hilfe der so gewonnenen Spannung durch direkte Überlagerung oder durch Betätigung· einer mechanischen oder elektronischen Einrichtung die Gielchvorspannung d^ö Hr.lbl^ifcori;- hintfodolvand tief absenkt. suitably by lowering the preload below the critical value or by switching off the bias voltage interrupts the triggered oscillation. One embodiment can be designed to include an appropriate part of the The output oscillation is rectified and, with the help of the voltage obtained in this way, by direct superposition or by actuation A mechanical or electronic device lowers the Gielch bias d ^ ö Hr.lbl ^ ifcori; - hintfodolvand deeply.

Anwendungsmöglichkeiten für den erfindungsgemässen Oszillator sind beispielsweise gegeben bei Punkbaken, die durch den externen Impuls zur. Ausstrahlung einer vorbestimmten Frequenzkombination angeregt werden, wodurch man unter anderem Schiffe oder Flugzeuge kennzeichnen kann.Possible applications for the oscillator according to the invention are given, for example, in punk beacons, which by the external impulse for. Emission of a predetermined frequency combination can be excited, whereby one among other things ships or can mark aircraft.

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Claims (3)

PatentansprücheClaims 1) Oszillator, bestehend aus einem elektronischen Halbleiterbauelement vorgegebener Abmessungen, vorzugsweise aus einem Ill-V-Verbindungshalbleiter, das bei überschreiten einer kritischen elektrischen Feldstärke aufgrund eines Volumeneffektes eine Stromspannungskenrilinie mit einem Bereich negativen differentiellen Widerstandes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiter unterkritisch vorgespannt und derart mit einem geeignet dimensionierten Resonator gekoppelt ist, dass durch einen externen Impuls* welcher die wirksame elektrische Feldstärke im Halbleiter kurzzeitig über den kritischen Wert anhebt, eine Strom-Instabilität und dadurch eine Schwingung am Resonator ausgelöst wird, deren positive Halbwelle(n) dann ihrerseits eine jeweils erneute Anhebung der wirksamen Vorspannung des Halbleiters Über den kritischen Wert bewirkt.1) Oscillator, consisting of an electronic semiconductor component predetermined dimensions, preferably from a III-V compound semiconductor, which is exceeded when one critical electric field strength due to a volume effect is a voltage characteristic line with an area having negative differential resistance, characterized in that the semiconductor is biased subcritically and is coupled to a suitably dimensioned resonator in such a way that an external pulse * which briefly raises the effective electric field strength in the semiconductor above the critical value, a current instability and this triggers an oscillation at the resonator, the positive half-wave (s) of which then in turn a renewed increase in the effective preload of the semiconductor caused above the critical value. 2) Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Schwingung des Halbleiters ein Steuersignal abgeleitet wird, das durchs Absenken der Vorspannung unter den kritischen Wert oder durch Abschalten der Vorspannung die Schwin^ gung unterbricht.2) oscillator according to claim 1, characterized in that from a control signal derived from the oscillation of the semiconductor by lowering the preload below the critical Value or by switching off the preload the Schwin ^ interruption. 3) Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der externe Impuls dem den Halbleiter enthaltenden Resonator drahtlos zugeführt wird.3) oscillator according to claim 1, characterized in that the external pulse to the resonator containing the semiconductor is supplied wirelessly. On π ö c ι / ι ι π c U 3 ö O I / I ι U DOn π ö c ι / ι ι π c U 3 ö O I / I ι U D 131/60-BK131/60-BK