X'inhu Gunn Diode: Kostruzzjoni u Ħidma tiegħu

Fil-materjali semikondutturi GaAs, l-elettroni huma preżenti f'żewġ stati bħal veloċità baxxa ta 'massa għolja u veloċità għolja ta' massa baxxa. Bit-talba ta 'kamp elettriku adegwat, l-elettroni huma mġiegħla jimxu minn stat ta' massa baxxa għal stat ta 'massa għolja. F'dan l-istat speċifiku, l-elettroni jistgħu jiffurmaw grupp u jiċċaqilqu b'rata konsistenti li tista 'tikkawża l-fluss tal-kurrent f'serje ta' impulsi. Allura dan huwa magħruf bħala Gunn Effect li jintuża minn diodes Gunn. Dawn id-dijodi huma l-aħjar apparati u l-aktar frekwenti disponibbli mill-familja TED (apparati tal-elettroni trasferiti). Dawn it-tipi ta 'dijodi jintużaw bħal konvertituri DC għal microwave bil-karatteristiċi ta' reżistenza negattiva ta 'GaAs bl-ingrossa (Gallium Arsenide) u jeħtieġu provvista ta' enerġija ta 'vultaġġ tipiku u stabbli, inqas impedenza sabiex iċ-ċirkwiti kumplessi jkunu jistgħu jiġu eliminati. Dan l-artikolu jiddiskuti ħarsa ġenerali lejn Gunn Diode. X'inhu Gunn Diode? Gunn Diode huwa magħmul b'semikondutturi tat-tip N minħabba li jinkludi trasportaturi ta 'ċarġ tal-maġġoranza bħall-elettroni. Dan id-dijodu juża l-proprjetà ta 'reżistenza negattiva biex jipproduċi kurrent fi frekwenzi għoljin. Dan id-dijodu jintuża prinċipalment biex jipproduċi sinjali tal-majkrowejv madwar 1 GHz u frekwenzi RF madwar 100 GHz. Dajowds Gunn huma magħrufa wkoll bħala TED (apparati elettroniċi trasferiti). Anke jekk huwa diode, l-apparati m'għandhomx PN-junction iżda jinkludu effett imsejjaħ l-Effett Gunn. Gunn DiodeDan l-effett ġie msemmi bbażat fuq l-inventur jiġifieri JB Gunn. Dawn id-dijodi huma sempliċi ħafna biex jintużaw, jiffurmaw teknika bi prezz baxx biex jiġġeneraw sinjali RF microwave, li ta 'spiss jitqiegħdu f'waveguide biex jagħmlu kavità reżonanti faċli. Is-simbolu tad-dijodu Gunn jidher hawn taħt.Simbolu Gunn Diode Construction Il-fabbrikazzjoni tad-diode Gunn tista 'ssir b'semikonduttur tat-tip N. Il-materjali li jintużaw l-aktar spiss huma GaAs (gallium Arsenide) & InP (Indium Phosphide) u materjali oħra ġew utilizzati bħal Ge, ZnSe, InAs, CdTe, InSb. Huwa essenzjali li jintuża materjal tat-tip n minħabba l-effett l-elettron trasferit huwa sempliċement xieraq għall-elettroni u mhux toqob misjuba f'materjal tat-tip p. F'dan l-apparat, hemm 3 reġjuni ewlenin li jissejħu żoni ta 'fuq, t'isfel u tan-nofs.Kostruzzjoni Il-metodu ġenerali għall-manifattura ta 'dan id-dijodu huwa li tikber saff epitassjali fuq sottostrat deġenerat n +. Il-ħxuna tas-saff attiv tvarja minn ftit mikroni għal 100 mikron u l-livell ta 'doping ta' dan is-saff ivarja minn 1014cm-3 sa 1016cm-3. Iżda dan il-livell ta 'doping huwa sinifikament baxx li jintuża għar-reġjuni ta' fuq u ta 'isfel tal-apparat. Ibbażat fuq il-frekwenza meħtieġa, il-ħxuna tinbidel. Id-depożizzjoni tas-saff n + tista 'ssir epitassjalment inkella dopata permezz ta' impjantazzjoni tal-jone. Iż-żewġ żoni ta 'dan l-apparat bħall-parti ta' fuq u ta 'isfel huma drogati profondament biex jipprovdu materjal n +. Dan jagħti r-reġjuni meħtieġa ta 'konduttività għolja li huma meħtieġa għall-konnessjonijiet lejn l-apparat. Ġeneralment, dawn l-apparati huma mqiegħda fuq appoġġ konduttiv li għalih issir il-konnessjoni ta' wajer. Dan l-appoġġ jista 'jaħdem ukoll bħal sink tas-sħana li huwa perikoluż biex tneħħi s-sħana. Il-konnessjoni terminali l-oħra tad-dijodu tista 'ssir permezz ta' konnessjoni tad-deheb li tiġi depożitata fuq il-wiċċ tal-pinnaklu. Hawnhekk il-konnessjoni tad-deheb hija meħtieġa minħabba l-konduttività għolja u l-istabbiltà relattiva tagħha. Waqt il-manifattura, l-apparat tal-materjal għandu jkun ħieles minn difetti u jinkludi wkoll firxa estremament konsistenti ta 'doping.Gunn Diode Working Il-prinċipju ta' ħidma ta 'Gunn diode jiddependi prinċipalment fuq l-Effett Gunn. F'xi materjali bħal InP & GaAs, ladarba jintlaħaq livell ta 'limitu permezz ta' kamp elettriku fil-materjal, allura l-mobbiltà ta 'l-elettroni tonqos fl-istess ħin. Meta l-kamp elettriku jtejjeb allura tiġi ġġenerata reżistenza negattiva. Ladarba l-intensità ta 'kamp elettriku għal materjal GaAs tilħaq il-valur sinifikanti tagħha fuq l-elettrodu negattiv, allura jista' jiġi ffurmat reġjun ta 'mobbiltà ta' elettroni baxx. Dan ir-reġjun jimxi permezz tal-veloċità medja tal-elettroni għall-elettrodu + Ve. Id-dijodu Gunn jinkludi reġjun ta 'reżistenza negattiva fuq il-karatteristiċi CV tiegħu. Ladarba l-valur sinifikanti jinkiseb permezz tal-elettrodu GaAs negattiv, allura jkun hemm reġjun permezz tal-mobbiltà ta 'elettroni baxxi. Wara dan, se jinbidel għall-elettrodu pożittiv. Ladarba tiltaqa 'ma' qasam ta 'kamp elettriku b'saħħtu permezz tal-elettrodu pożittiv fuq l-elettrodu negattiv, allura tip ċikliku tar-reġjun għal inqas mobbiltà tal-elettroni kif ukoll il-kamp elettriku għoli jibdew jerġgħu joħolqu. In-natura ċiklika ta 'dan l-inċident tipproduċi oxxillazzjonijiet bi frekwenzi ta' 100 GHz. Ladarba dan il-valur jaqbeż, allura l-oxxillazzjonijiet jibdew jisparixxu malajr. Allura dan ir-reġjun jippermetti lid-dijodu li jamplifika s-sinjali, u għalhekk jista 'jintuża f'oxxillaturi u amplifikaturi. Iżda, l-oxxillaturi tad-dijodu Gunn jintużaw l-iktar spiss.Karatteristiċi ta 'Gunn DiodeHere, iż-żona ta' reżistenza negattiva fid-dijodu Gunn hija xejn ħlief ladarba l-fluss tal-kurrent jiżdied allura l-vultaġġ jinżel. Din il-fażi reverse tippermetti lid-dijodu jaħdem bħal oxxillatur u amplifikatur. Il-fluss tal-kurrent f'dan id-dijodu jiżdied permezz tal-vultaġġ DC. Fi tmiem speċifiku, il-fluss tal-kurrent jibda jonqos, allura dan jissejjaħ punt ta 'quċċata jew punt ta' limitu. Ladarba l-punt tal-limitu jinqabeż allura l-fluss tal-kurrent jibda jonqos biex joħloq reġjun ta 'reżistenza negattiva fid-dijodu. Modi ta' Operazzjoni ta 'Gunn Diode L-operazzjoni ta' Gunn diode tista 'ssir f'erba' modi li jinkludu dan li ġej. ModeLSA Oxxillazzjoni ModeBias Ċirkwit Oxxillazzjoni ModeGunn Oxxillazzjoni ModeGunn oxxillazzjoni Modalità jista 'jiġi definit fiż-żona fejn is-somma tal-frekwenza tista' tiġi mmultiplikata b'tulijiet ta '107 ċm/s. Is-somma tad-doping tista 'tiġi mmultiplikata permezz tat-tul huwa ogħla minn 1012/cm2. F'dan ir-reġjun, id-dijodu mhuwiex stabbli minħabba l-formazzjoni ta 'ċikliku jew id-dominju ta' kamp għoli u s-saff ta 'akkumulazzjoni. Modalità ta' Amplifikazzjoni StabbliDan it-tip ta 'mod jista' jiġi definit fiż-żona kull fejn is-somma tal-ħinijiet tal-frekwenza tul hija 107cm / sek & l- tul tal-prodott tad-doping għall-firxiet ta 'żmien minn 1011 & 1012/cm2.Modalità ta' Oxxillazzjoni LSADan it-tip ta 'modalità jista' jiġi definit fiż-żona fejn is-somma tal-ħinijiet it-tul tal-frekwenza hija 107 ċm/s & il-kwozjent tad-doping jista 'jinqasam permezz tal-firxiet tal-frekwenza. minn 2 × 104 & 2 × 105. Bias Circuit Oscillation ModeDan it-tip ta 'modalità jiġri sempliċement ladarba jkun hemm jew LSA jew Gunn oxxillazzjoni sseħħ. Ġeneralment, hija ż-żona kull fejn il-prodott tat-tul tal-ħin tal-frekwenza huwa żgħir ħafna biex jidher fil-figura. Ladarba l-preġudizzju ta 'dijodu bl-ingrossa jsir lejn il-limitu allura l-kurrent medju jinżel f'daqqa meta tibda l-oxxillazzjoni ta' Gunn.Cirkwit tal-Oxxillatur tad-Diode GunnId-dijagramma taċ-ċirkwit taċ-ċirkwit tal-oxxillatur tad-dijodu Gunn tidher hawn taħt. L-applikazzjoni tad-dijagramma tad-dijodu Gunn turi reġjun ta 'reżistenza negattiva. Ir-reżistenza negattiva permezz ta 'capacitance stray u inductance taċ-ċomb tista' tirriżulta f'oxxillazzjonijiet.Gunn Diode Oscillator Circuit F'ħafna każijiet, it-tip ta 'rilassament ta' oxxillazzjonijiet se jinkludi amplitudni enormi li tagħmel ħsara lid-dijodu. Allura kapaċitatur kbir huwa użat madwar id-dijodu biex jiġi evitat dan in-nuqqas. Din il-karatteristika tintuża prinċipalment biex tiddisinja oxxillaturi fi frekwenzi ta 'fuq li jvarjaw minn meded GHz sa THz. Hawnhekk, il-frekwenza tista 'tiġi kkontrollata billi żżid resonatur. Fiċ-ċirkwit ta 'hawn fuq, l-ekwivalenti taċ-ċirkwit lumped huwa waveguide jew linja ta' trasmissjoni koassjali. Hawnhekk, dajowds GaAs Gunn huma aċċessibbli għal tħaddim li jvarja minn 10 GHz - 200 GHz f'qawwa ta '5 MW - 65 MW. Dawn dajowds jistgħu jintużaw ukoll bħala amplifiers.VantaġġiIl-vantaġġi tad-dijodu Gunn jinkludu dawn li ġejjin.Dan id-dijodu huwa disponibbli f'daqs żgħir u portabbli. Nagħmlu l-ispiża ta 'dan id-dijodu hija inqasF'frekwenzi għoljin, dan id-dijodu huwa stabbli u affidabbli. jippossjedi storbju mtejjeb. -proporzjon tas-sinjali (NSR) minħabba li huwa protett minn dwejjaq tal-istorbju. Jinkludi wisa 'ta' frekwenza għolja Żvantaġġi L-iżvantaġġi tad-dijodu ta 'Gunn jinkludu dan li ġej. L-istabbiltà tat-temperatura ta' dan id-dijodu hija fqira L-effiċjenza hija baxxa taħt 10GHz. Ixgħel il-vultaġġ ta 'dan l-apparat huwa għoli. L-istorbju FM huwa għoli għal applikazzjonijiet speċifiċi. .Dawn jintużaw f'sorsi tar-radar militari, kummerċjali u komunikazzjoni bir-radju. Dan id-dijodu jintuża fil-ġene tad-dijodu Gunn pulsat rators.Fil-mikroelettronika, dawn id-dijodi huma utilizzati bħala apparati ta 'kontroll rapidu għall-modulazzjoni tar-raġġ tal-lejżer. & sigurtà pedonali, eċċ.Huwa użat f'radars doppler tal-mewġ bla waqfien. Huwa użat b'mod wiesa 'f'transmettituri ta' link tad-dejta tar-relay microwave. Jintuża f'oxxillaturi elettroniċi għall-ġenerazzjoni ta 'frekwenzi microwave. Għalhekk, dan huwa kollu dwar ħarsa ġenerali tad-dijodu Gunn u l-ħidma tiegħu. Dawn it-tipi ta’ dajowds jissejħu wkoll TED (Apparat Elettroniku Trasferit). Ġeneralment, dawn jintużaw għal oxxillazzjonijiet ta 'frekwenza għolja. Hawnhekk hawn mistoqsija għalik, x'inhu l-Effett Gunn?

Ħalli messaġġ 

Lista messaġġ