Отрицательное дифференциальное сопротивление. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Отрицательное дифференциальное сопротивление - свойство отд. элементов или узлов электрич. цепей, проявляющееся в возникновении на вольт-амперной характеристике участка, где напряжение V уменьшается при увеличении протекающего тока I(dV/dI = R < 0). О. д. с. - свойство нелинейных элементов и цепей; с точки зрения радиотехники такие элементы являются активными, позволяющими трансформировать энергию источника питания в незатухающие колебания. Такие элементы можно также использовать в схемах переключения. Зависимость V от I в нелинейном элементе с О. д. с. может быть N-типа (когда выбранному значению I в области значений от I₁ до I₂ соответствует неск. значении V; рис., а) и S-типа (когда в области значений от V₁ до V₂ каждому значению V соответствует неск. значений I; рис., б). В общем случае О. д. с.является функцией напряжения (тока) и частоты

т. е. понятие О. д. с. сохраняет смысл для соответствующих компонент Фурье:

Понятие О. д. с. используют при рассмотрении устойчивости разл. радиотехн. цепей. О. д. с. может компенсировать нек-рую часть потерь в электрич. цепи, если его абс. величина меньше активного сопротивления; в противоположном случае состояние становится неустойчивым, возможен переход в др. состояние устойчивого равновесия (переключение) или возникновение колебаний (генерация). В однородном образце полупроводника в области существования О. д. с. неустойчивость может приводить к разбиению образца на участки сильного и слабого поля (доменная неустойчивость) для характеристики N-типа или шнурованию тока по сечению образца для характеристики S-типa.
Примеры элементов с О. д. с.
1) Электронно-дырочный переход в вырожденных полупроводниках (туннельный диод)имеет вольт-амперную характеристику N-типа. Включение его в цепь приводит к возникновению в цепи неустойчивости и генерации колебаний. Амплитуда и частотный спектр колебаний определяются параметрами внеш. цепи и нелинейностью вольт-амперной характеристики с О. д. с. Наличие участка с О. д. с. позволяет использовать туннельный диод в качестве быстродействующего переключателя.
2) Полупроводники типа GaAs или InP в сильных электрич. полях позволяют реализовать характеристику N-типа в объёме материала за счёт зависимости подвижности электронов от напряжённости электрич. поля (Ганна эффект ).В сильном электрич. поле образец становится неустойчивым, переходит в резко неоднородное состояние - разбивается на области (домены) слабого и сильного поля. Рождение (на катоде), движение по образцу и исчезновение домена (на аноде) сопровождаются колебаниями тока во внеш. цепи, частота к-рых в простейшем случае определяется длиной образца L и скоростью v дрейфа электронов в поле (

~ v/L)и может достигать ~ 100 ГГц.
3) В транзисторных и ламповых генераторах электромагнитных колебаний транзистор (лампа) вместе с цепью положительной обратной связи (и источником питания) играет роль О. д. с., соединённого последовательно с сопротивлением контура, что эквивалентно поступлению энергии в контур. Если абс. величина действующего О. д. с. превышает активные потери, происходит самовозбуждение генератора, стационарные колебания соответствуют состоянию, когда активные потери полностью компенсируются за счёт О. д. с.

Литература по отрицательному дифференциальному сопротивлению

Знаете ли Вы, в чем фокус эксперимента Майкельсона?

Эксперимент А. Майкельсона, Майкельсона - Морли - действительно является цирковым фокусом, загипнотизировавшим физиков на 120 лет.

Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.

В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.

Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.