Méně známé součástky – negistory

Slovo „negistor“ má v elektronice přinejmenším dva významy. Častěji označuje termistor, jehož závislost odporu na teplotě je negativní, tedy při růstu teploty odpor klesá. Obecněji označuje i součástky, u nichž při zvýšení napětí dojde ke snížení protékajícího proudu. Tyto součástky jsou výstižněji, ale dost krkolomně označovány jako „prvky s oblastí záporného diferenciální odporu v charakteristice“. Tímto druhým významem se nyní budeme zabývat.

Negistor není součástka, kterou byste si pod tímto názvem mohli koupit v obchodě, ale ne, že by jako jednotlivé součástky neexistovaly. Například lambda diody a tunelové diody mezi negistory patří a i když se (u nás) shánějí dost obtížně, není to nemožné. Příkladem je třeba typ 1N3712 nebo GE130. Také obyčejné bipolární tranzistory v inverzním zapojení vykazují oblast záporného odporu (využití lavinového jevu u tranzistorů), takže je v tomto režimu můžeme mezi negistory řadit.

K čemu se součástky se záporným diferenciální odporem používají? Především ke konstrukci speciálních oscilátorů a generátorů pulzů, mimo jiné s nimi můžeme dosáhnout extrémně strmých hran impulzů nebo velmi krátkých impulzů.

Uvedené součástky mají obvykle velmi úzkou oblast, v nichž se záporný diferenciální odpor vyskytuje. Podstatně lépe využitelné vlastnosti mají různá náhradní zapojení z více součástek, která negistory simulují. Tři z nich si ukážeme.


První z obvodů využívá dva obyčejné NPN bipolární tranzistory. Při malém napětí asi tak do 0,7 V (do bodu A na charakteristice) obvod (téměř) nevede. Při vzrůstu napětí nad 0,7 V se začne otevírat levý z tranzistorů a proud prudce roste tím víc, čím má tranzistor vyšší proudové zesílení. Tato oblast kladného odporu odpovídá charakteristice mezi body A a B.

negistor1Kolem 1,4 V se začne otevírat pravý tranzistor a tím současně uzavírá levý tranzistor. I při růstu napětí se proud zmenšuje, to je oblast B až C, oblast záporného diferenciálního odporu. Za bodem C je levý tranzisotr zcela uzavřený a proud prochází jen přes rezistory, další oblast má větší kladný stabilní odpor.

neg_graf1Když zapojíme uvedený obvod sériově do napájení rezonančního LC obvodu, při určitém napětí se rozkmitá. Oblast záporného diferenciálního odporu je zde výrazná a relativně široká, dobře se hodí pro pokusy.


Dalším obvodem je klasické náhradní zapojení lambda diody ze dvou FET tranzistorů s opačnou vodivostí. Výhodou je, že kromě těch dvou tranzistorů neobsahuje vůbec nic a může být snadno postaveno i v relativně výkonné verzi.

negistor2Oblast záporného diferenciální odporu je zhruba mezi 2 a 5 V. Tento obvod je schopen při sériovém spojení s paralelním rezonančním obvodem kmitat až do oblasti desítek MHz. Vzhledem k možnému vyššímu výkonu, široké pracovní oblasti a odolnosti je i tento obvod vhodný k experimentům.

neg_graf2


Poslední ze zapojení není na rozdíl od předchozích dvojpólem, ale má třetí vývod. Mezi něj a zem se zapojuje paralelní rezonanční obvod. Specifickou vlastností tohoto zapojení je, že oblast záporného diferenciálního odporu funguje v těsném okolí nuly, ale je dost úzká (cca ±0,05V).

negistor3

neg_graf3


Chrakteristiky uvedených obvodů byly převzaty z časopisu Praktická elektronika A radio 7/2005 str. 32. Zájemcům o tuto problematiku doporučuji projít si také tento článek.