負阻型正弦波振蕩器

具有負的微變電阻特性的電子器件稱為負阻器件。在一個LC或者諧振腔振蕩回路中，若以負阻器件與消耗能量的常規(guī)電阻相抵消，使得振蕩回路無能量消耗。那么電路也能維持正常的振蕩。在實際電路中，負阻器件肯定是有源器件。

由這種形式構(gòu)成的振蕩器就是負阻振蕩器，它主要工作在100MHz以上的 超高頻段 。最早期的負阻振蕩器采用隧道二極管作為負阻器件。現(xiàn)代的幾十Ghz振蕩源的有源電路很多都采用負阻器件。

負阻器件

典型的負阻器件的伏安特性有如下兩種：

負阻器件特性示意圖

如上圖所示，它們的共同點是其伏安特性曲線中都有負斜率值的AB段，圖A中一個電壓值只對應(yīng)一個電流值，稱為電壓控制型負阻器件，應(yīng)用時施加于器件兩端的電壓需恒定才能使器件出現(xiàn)負阻特性，如隧道二極管；

圖B一個電流值只對應(yīng)一個電壓值，稱為電流控制型負阻器件，應(yīng)用時通過它的電流需恒定才能使器件出現(xiàn)負阻特性，有單結(jié)晶體管（雙基極二極管）、雪崩管、雙向負阻管等。

反饋型負阻振蕩器依靠LC振蕩回路中的電感和電容交換能量的規(guī)律得到正弦振蕩，再借助于正反饋將直流電能在回路電壓的控制下轉(zhuǎn)換為交流電能補充給振蕩回路。

負阻型振蕩器與反饋型LC正弦波振蕩器的區(qū)別在于 向LC回路補充能量的方式不同 。前者依靠負微變特性，后者依靠在回路交變電壓控制下將直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娔?，補充給LC回路。

負阻器件與振蕩回路的連接方式

供電方面需要注意，對于電壓控制型負阻器件應(yīng)該用低內(nèi)阻的電壓源供電，對于電流控制型負阻器件應(yīng)該用高內(nèi)阻的電流源供電。振蕩回路與負阻器件的連接有兩種形式，分別是與負阻器件串聯(lián)和并聯(lián)如下圖所示，R表示回路中的損耗電阻：

振蕩回路與負阻器件的連接

如前述，負阻器件有壓控和流控之分，分別有對應(yīng)的工作要求，電壓恒定或者電流恒定，那么當構(gòu)成一個負阻振蕩器時，對于電流控制型負阻振蕩器，應(yīng)選擇電流較為穩(wěn)定的[a]型回路，相反，電壓控制型負阻振蕩器應(yīng)選擇電壓較為穩(wěn)定的[b]型回路。

負阻振蕩器的起振與平衡穩(wěn)定條件

起振與平衡條件

如上圖所示，將負阻器件用電阻-r代替，便得到等效電路。

電流控制型負阻振蕩器的起振條件是負阻器件的等效電阻絕對值大于與其串聯(lián)的正電阻，平衡條件是二者相等。其振幅穩(wěn)定條件要滿足負阻器件的等效負電阻絕對值隨振蕩電流幅度的增大而減?。篸r/di＜0

電壓控制型負阻振蕩器的起振條件是負阻器件的等效負電阻絕對值小于與之并聯(lián)的正電阻，平衡條件是二者相等。其振幅穩(wěn)定條件要滿足負阻器件的等效負電阻絕對值隨振幅增大而增大：dr/du＞0

實際使用中的負阻振蕩器

隧道二極管負阻振蕩器實例

如上圖所示，R1為直流壓降電阻，R2很小用以獲得低阻的等效直流電壓源，電容器C1用作交流旁路。從交流等效電路來看，負阻器件與LC回路并聯(lián)?；芈返恼袷庮l率為：

其中Cd是負阻器件隧道二極管的等效極間電容。起振條件為：

審核編輯：劉清