带有自制隧道二极管的负阻振荡器。
通过NyleSteinerK7NS年5月9日
我发现很容易制作一个类似于隧道二极管的N型负电阻器件，只需将一根#28镀锌钢丝轻轻接触一块铝。这个项目可能不是很实用，但我觉得这是一次非常令人兴奋的经历。多年前我第一次听说隧道二极管时，在我看来，它们是地球上最奇特的器件之一。发现我可以在家里很容易地制造出一种类似的实际工作装置，至少以非常粗糙的形式，这让我非常兴奋。
自制器件类似于隧道二极管和曲线制作。
N型负电阻装置，只需将一些#28规格镀锌钢丝的侧面轻轻接触一块铝即可制成。曲线示踪剂设置为每格5ma（垂直）和每格0.1伏（水平）。请注意负电阻点处的特殊滞后，如回路。该设备似乎以这种方式响应来自曲线跟踪器的宽偏置电压偏移。从低阻抗直流电源施加稳定偏置时，这似乎不是问题。
一个类似的项目，但使用S型负电阻，早先使用黄铁矿或经过热处理的镀锌金属片成功完成。热处理金属板器件是一种S型负电阻器件，与此处描述的器件有很大不同，并且工作在更高的电压区域。铁黄铁矿负电阻振荡器锌负电阻振荡器
我猜想电线上形成的天然氧化锌层可能是此处描述的设备的负电阻的原因。发生负电阻的电压电平相当一致，几乎总是在到毫伏之间。然而，它发生的电流水平可能在20到毫安之间有很大差异。
该电路可以很容易地由1.5伏电池供电。N型负电阻器件的一个特点是它们通常需要非常低的偏置源电阻，以便在负电阻区域内保持偏置电压稳定。由于偏置电阻过高，电压在进入负电阻区域时将有突然跃过它的趋势。这就是为什么在曲线中看到一个间隙（见图）。这种自制器件具有狭窄的负电阻区域，比典型的隧道二极管需要更低的偏置源电阻。典型的隧道二极管可以在负电阻区域内偏置，偏置电阻约为20欧姆。当偏置电阻为1欧姆或更小时，该器件工作得最好。与这种N型器件、S型负电阻器件不同，
与我一直在制作的许多其他设备一样，该设备在正负方向上都有对称曲线，并且可以与任何一种连接方式的电池一起使用。只是为了保持一致，我对锌包线的铝偏正进行了大部分实验。
该设备的低（约毫伏）偏置电压是通过一个0.47欧姆电阻器产生的，该电阻器通过一个5欧姆电位器连接到电池。这意味着从11/2伏电池中汲取到毫安的电流，以便为设备提供大约35毫安的电流。5ohm电位器不像50kohm电位器那么常见，但可以在多余的插座处轻松获得。用铅笔芯之类的东西即兴创作一个5欧姆的电位器也可能很容易。从单个AA电池运行电路很容易，但是当消耗这么多电流时，D电池当然更合适。射极跟随器电路可能是一种更有效的偏置该器件的方法，但我希望该电路完全没有任何商业制造的晶体管或其他有源器件。我想绝对确定，这个自制装置确实是真正产生振荡的东西。下面是LC振荡器和张弛振荡器的示意图和波形图。
自制隧道二极管的负阻LC振荡器。
自制隧道二极管的负阻张弛振荡器。
通过改变电感值，可以使该张弛振荡器以从音频到12mhz的任何频率运行。任何阻抗的耳机都可以用于音频，以便于调整。该开关可以是用作代码练习振荡器的键。
如果事情安排妥当，这些电路的调整可能会很棘手，但很容易完成。在尝试用设定的偏置电压调整猫须时，我在让电路振荡方面几乎没有成功。调整此电路的最简单和最好的方法是将设备从电路中切换到曲线跟踪器上。调整猫须直到观察到负电阻区域，类似于上图所示，然后将设备切换回振荡器电路。然后调整偏置电位器，查看示波器，以获得干净的振荡信号。上面的电路，为了减少混乱，没有显示我有时用来在曲线跟踪器和振荡器电路之间切换负电阻设备的dpdt开关。
曲线追踪器并不总是一个方便的东西。该电路也可以通过仅使用示波器和12伏变压器来轻松调整，如下面的部分图所示。在0.47欧姆电阻器上施加正常直流偏置并将其调整到大约到毫伏时，来自变压器的12伏交流电可以通过到欧姆电阻器切换到电路中。这会将变化的直流偏置施加到负电阻器件。然后可以调整猫须，直到您在示波器上看到60次循环的射频脉冲。如果现在关闭交流电压，通常可以通过观察示波器并调整偏置电位器来实现连续振荡。然后电路将完全由1-1/2伏电池供电。
只需在电感器上连接一对耳机，即可轻松调节音频振荡器，无需示波器或曲线跟踪器。12伏的临时应用仍然有帮助。
使用12vac调整振荡器，无需曲线跟踪器。
通过在0.47欧姆电阻上连接一个模拟电压表（满量程毫伏），我在不使用12伏交流电源或曲线跟踪器的情况下使电路运行取得了一些成功。通过一些练习，可以在观察电压的同时调整猫须，然后调整偏置电位器，直到示波器出现振荡。对于这样的应用，模拟电压表通常比数字电压表好，因为在进行调整时需要指针的即时响应。设置为在50微安刻度上读取的伏欧表通常足以作为低压（大约毫伏满刻度）直流电压表。
到目前为止，很容易得到1mhz的连续正弦波信号。振荡幅度通常在0.35到1伏pp之间。几乎没有什么能比在无线电接收器上听到由自制有源设备产生的外差信号更好的了。
使用am广播波段LC电路，信号通常是一个漂亮的正弦波，通过转动可变pf电容器，可以在大部分am广播波段调整频率。线圈为匝，直径为0.。在一块1-1/2"abs管（1-7/8"外径）上涂漆包铜线。抽头被放置在5、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80和90圈。如图所示，器件的极低阻抗在5匝抽头中效果最佳。可变电容器连接到线圈的70到匝之间。
为了产生大约7mhz的更高频率，我用更小的电感线圈代替了LC电路。在使用这种更高频率的LC电路时，用于构建电路的长而松散的夹子引线是决定频率的一个比LC电路更大的因素。通过取出LC电路并用各种尺寸的电感器甚至只是几根导线代替它，与负电阻器件串联，就制成了张弛振荡器。根据电路中电感的大小，可以使该张弛振荡器运行在从音频频率到（小心哄骗）12mhz的任何地方。只需将不同长度的导线与设备串联即可产生更高的频率。
使用此张弛振荡器可达到的最低频率的唯一限制似乎是电感器的内部电阻。大电感倾向于使用更多的导线，因此具有更高的电阻。由于该电路需要如此低的偏置电阻，因此1欧姆接近电感器中可用的最大内部电阻。因此，用于音频的电感器应尽可能少地使用匝数和尽可能大的导线直径制成具有高磁导率的环形磁芯。使用上述张弛振荡器获得音频频率的典型电感为2mh。
曲线的负电阻部分可以在许多不同的电流水平下形成。对于张弛振荡器，较高电流水平下的负电阻似乎会产生较低频率。这可能是因为当负电阻处于较高电流水平时，电感器上的总电阻较低。
一个好的猫须排列可以通过将两个螺钉放入靠近边缘约1-1/2"正方形的一块木头上。一条#28规格的镀锌钢丝可以缠绕在两个螺钉上并切割成大约4到6英寸长.块上的重物在调整后会使其位置稳定.这种N型负电阻装置通过弯曲导线的尖端来很好地工作，使导线的镀锌侧，而不是尖端，接触铝。
除了镀锌线之外，还尝试了几种来自不同来源的不同锌片，它们似乎都可以产生负电阻。我也成功地使用了来自不同来源的不同铝片。没有一块铝被阳极氧化。在用一块类似“Scotchbright”的材料对铝和镀锌线进行抛光后，我什至能够让电路工作。不需要对锌或铝进行特殊处理或加热。铝和镀锌钢丝以原始状态使用。
自制隧道二极管和振荡器电路设置在桌子上。
在前景中可以看到负阻振荡电路。请注意用于在曲线跟踪器（图片右侧）和振荡器电路之间切换负电阻器件的dpdt滑动开关。后台的额外内容不是这个项目的一部分。一个粗糙的旋钮必须用一块铝临时制作，以便轻松转动只有一个不到1/8英寸长的螺丝刀开槽轴的5欧姆锅。