Çfarë është Gunn Diode: Ndërtimi dhe Funksionimi i saj

Në materialet gjysmëpërçuese GaAs, elektronet janë të pranishme në dy gjendje si masa e lartë me shpejtësi të ulët dhe masë e ulët me shpejtësi të lartë. Me kërkesën e një fushe elektrike të përshtatshme, elektronet detyrohen të lëvizin nga një gjendje me masë të ulët në një gjendje me masë të madhe. Në këtë gjendje specifike, elektronet mund të formojnë një grup dhe lëviz me një ritëm të qëndrueshëm që mund të shkaktojë rrjedhjen e rrymës në një seri impulse. Pra, kjo njihet si Gunn Effect i cili përdoret nga diodat Gunn. Këto dioda janë pajisjet më të mira dhe më shpesh të disponueshme nga familja TED (pajisje elektronike të transferuara). Këto lloje të diodave përdoren si konvertuesit DC në mikrovalë me karakteristikat e rezistencës negative të GaA -ve në masë (Gallium Arsenide) dhe ato kanë nevojë për një furnizim me tension tipik, të qëndrueshëm të tensionit, më pak rezistencë në mënyrë që qarku kompleks të mund të eliminohet. Ky artikull diskuton një përmbledhje të një diodë Gunn. Çfarë është një Diodë Gunn? Dioda Gunn është bërë me gjysmëpërçues të tipit N sepse përfshin shumicën e bartësve të ngarkesës si elektronet. Kjo diodë përdor vetinë e rezistencës negative për të prodhuar rrymë në frekuenca të larta. Kjo diodë përdoret kryesisht për të prodhuar sinjale mikrovalë rreth 1 GHz dhe frekuenca RF rreth 100 GHz. Diodat e armëve njihen gjithashtu si TED (pajisje elektronike të transferuara). Edhe pse është një diodë, pajisjet nuk kanë një lidhje PN, por përfshijnë një efekt të quajtur Gunn Effect. Ky efekt u emërua bazuar në shpikësin, përkatësisht JB Gunn. Këto dioda janë shumë të thjeshta për t'u përdorur, ato formojnë një teknikë me kosto të ulët për të gjeneruar sinjale RF me mikrovalë, shpesh të vendosura në një udhëzues valësh për të bërë një zgavër të lehtë rezonante. Simboli i diodës Gunn është treguar më poshtë.Simbol Ndërtimi i Diodës GunnFarkimi i diodës Gunn mund të bëhet me një gjysmëpërçues të tipit N. Materialet që përdoren më shpesh janë GaAs (gallium Arsenide) & InP (Indium Phosphide) dhe materiale të tjera janë përdorur si Ge, ZnSe, InAs, CdTe, InSb. Essentialshtë thelbësore të shfrytëzohet materiali i tipit n sepse efekti i elektroni i transferuar është thjesht i përshtatshëm për elektronet dhe jo vrimat e gjetura në një material të tipit p. Në këtë pajisje, ka 3 rajone kryesore të cilat quhen zona e sipërme, e poshtme dhe e mesme.Metoda e përgjithshme për prodhimin e kësaj diode është rritja dhe shtresa epitaksiale në një substrat të degjeneruar n+. Trashësia e shtresës aktive varion nga disa mikronë në 100 mikronë dhe niveli i dopingut të kësaj shtrese varion nga 1014cm-3 në 1016cm-3. Por ky nivel dopingu është dukshëm i ulët i cili përdoret për rajonet e sipërme dhe të poshtme të pajisjes. Bazuar në frekuencën e kërkuar, trashësia do të ndryshojë. Depozitimi i shtresës n+ mund të bëhet epitaksialisht i dopeduar ndryshe përmes implantimit të joneve. Të dy zonat e kësaj pajisjeje si sipër dhe poshtë janë të dopinguara thellë për të siguruar n+ material. Kjo jep rajonet e nevojshme të përçueshmërisë së lartë që kërkohen për lidhjet drejt pajisjes. Në përgjithësi, këto pajisje vendosen në mbështetësin përçues me të cilin bëhet lidhja e një teli. Kjo mbështetje gjithashtu mund të funksionojë si një lavaman i cili është i rrezikshëm për të hequr nxehtësinë. Lidhja tjetër terminale e diodës mund të bëhet përmes një lidhje ari që depozitohet në sipërfaqen e majës. Këtu lidhja e arit është e nevojshme për shkak të përçueshmërisë së lartë dhe qëndrueshmërisë relative. Gjatë prodhimit, pajisja materiale duhet të jetë pa defekte dhe gjithashtu të përfshijë një gamë jashtëzakonisht të qëndrueshme të dopingut. Punimi i Diodës GunnParimi i punës së një diodë Gunn varet kryesisht nga Efekti Gunn. Në disa materiale si InP & GaAs, sapo të arrihet një nivel pragu përmes një fushe elektrike brenda materialit, atëherë lëvizshmëria e elektroneve do të ulet njëkohësisht. Kur fusha elektrike rritet, atëherë do të gjenerohet rezistencë negative. Pasi intensiteti i një fushe elektrike për materialin GaAs arrin vlerën e tij të rëndësishme në elektrodën negative, atëherë mund të formohet një zonë e ulët e lëvizshmërisë së elektroneve. Ky rajon lëviz përmes shpejtësisë mesatare të elektroneve në elektrodën +Ve. Dioda Gunn përfshin një rajon rezistence negative në karakteristikat e tij CV. Pasi të arrihet vlera e rëndësishme përmes elektrodës GaAs negative, atëherë do të ketë një rajon përmes lëvizshmërisë së elektroneve të ulëta. Pas kësaj, do të kalojë në elektrodën pozitive. Sapo të takohet me një fushë të fortë të fushës elektrike përmes elektrodës pozitive në elektrodën negative, atëherë një lloj ciklik i rajonit për më pak lëvizshmëri të elektroneve si dhe fushë të lartë elektrike do të fillojë të krijohet përsëri. Natyra ciklike e këtij incidenti prodhon lëkundje me frekuenca 100 GHz. Pasi kjo vlerë tejkalon, atëherë lëkundjet do të fillojnë të zhduken shpejt. Karakteristikat Karakteristikat e diodës Gunn tregojnë një zonë të rezistencës negative në kurbën e saj karakteristike VI të treguar më poshtë. Pra, ky rajon lejon që dioda të amplifikojë sinjalet, kështu që mund të përdoret në oshilatorë dhe përforcues. Por, oshilatorët e diodës Gunn përdoren më shpesh.Këtu, zona e rezistencës negative në diodën Gunn nuk është gjë tjetër veçse sapo rrjedha e rrymës të rritet atëherë tensioni bie. Kjo fazë e kundërt lejon që dioda të funksionojë si një oshilator dhe një përforcues. Rrjedha e rrymës në këtë diodë rritet përmes tensionit DC. Në një fund specifik, rrjedha e rrymës do të fillojë të ulet, kështu që kjo quhet një pikë kulmi ose pikë pragu. Pasi të kalohet pika e pragut, atëherë rrjedha e rrymës do të fillojë të zvogëlohet për të krijuar një rajon rezistence negative brenda diodës. Mënyrat e funksionimit të diodës Gunn Funksionimi i një diodë Gunn mund të bëhet në katër mënyra të cilat përfshijnë sa vijon. Modaliteti i lëkundjes LSABia Modaliteti i lëkundjes së qarkut Modaliteti i lëkundjes së Gunës Mënyra e lëkundjes së Gunës mund të përcaktohet në zonën kudo që shuma e frekuencës mund të shumëzohet me gjatësi 107 cm/s. Shuma e dopingut mund të shumëzohet përmes gjatësisë është më e lartë se 1012/cm2. Në këtë rajon, dioda nuk është e qëndrueshme për shkak të formimit të ciklikut ose fushës së fushës së lartë dhe shtresës së akumulimit. Mënyra e qëndrueshme e amplifikimit Ky lloj modaliteti mund të përcaktohet në zonën kudo që shuma e frekuencave të gjatësisë është 107cm/sek & gjatësia e produktit të dopingut varion nga 1011 & 1012/cm2. Mënyra e lëkundjes e LSA Ky lloj mënyra mund të përcaktohet në zonën ku shuma e kohëve gjatësia e frekuencës është 107 cm/s dhe herësi i dopingut mund të ndahet përmes frekuencës është diapazon nga 2 × 104 & 2 × 105. Modaliteti i lëkundjes së qarkut BiasKjo lloj mënyre ndodh thjesht pasi të ketë ose lëkundje LSA ose Gunn. Në përgjithësi, është zona kudo që produkti i frekuencës së gjatësisë së kohës është shumë i vogël për t'u shfaqur brenda figurës. Pasi paragjykimi i një diodë të madhe bëhet në prag, atëherë rryma mesatare bie papritur kur fillon lëkundja e Gunn. Qarku oshilator i Diodës Gunn Diagrami i qarkut të qarkut të oshilatorit të diodës Gunn është treguar më poshtë. Zbatimi i diagramit të diodës Gunn tregon një rajon rezistence negative. Rezistenca negative përmes kapacitetit të humbur dhe induktancës së plumbit mund të rezultojë në lëkundje.Qarku oshilator i Diodës Gunn Në shumicën e rasteve, lloji i relaksimit të lëkundjeve do të përfshijë një amplitudë të madhe e cila do të dëmtojë diodën. Pra, një kondensator i madh përdoret në të gjithë diodën për të shmangur këtë dështim. Kjo karakteristikë përdoret kryesisht për të projektuar oshilatorë në frekuencat e sipërme që variojnë nga brezat GHz në THz. Këtu, frekuenca mund të kontrollohet duke shtuar një rezonator. Në qarkun e mësipërm, ekuivalenti i qarkut të grumbulluar është një valëzues ose linjë transmetimi koaksiale. Këtu, diodat GaAs Gunn janë të arritshme për operim i cili varion nga 10 GHz - 200 GHz me fuqi 5 MW - 65 MW. Këto dioda mund të përdoren gjithashtu si përforcues. Përparësitë Përparësitë e diodës Gunn përfshijnë sa vijon. Kjo diodë është e disponueshme në madhësi të vogël dhe e lëvizshme. Kostoja e kësaj diode është më e vogël Në frekuenca të larta, kjo diodë është e qëndrueshme dhe e besueshme. Posedon një zhurmë të përmirësuar -Raporti i sinjalit (NSR) sepse mbrohet nga bezdisja e zhurmës. Ai përfshin gjerësi brezi të lartë Disavantazhet Disavantazhet e diodës Gunn përfshijnë sa vijon. Stabiliteti i temperaturës së kësaj diode është i dobët Rryma e funksionimit të kësaj pajisjeje, kështu që shpërndarja e energjisë është e lartë. efikasiteti është i ulët nën 10 GHz. Ndizni tensionin e kësaj pajisjeje është e lartë Zhurma FM është e lartë për aplikime të veçanta Gama e akordimit është e lartë Aplikimet Aplikimet e diodës Gunn përfshijnë sa vijon. Këto dioda përdoren si oshilatorë dhe përforcues. Përdoret në mikroelektronikë si pajisjet e kontrollit . Këto përdoren në burimet ushtarake, të radarëve komercial dhe radio komunikimin. Kjo diodë përdoret në gjenin e diodës Gunn të pulsuar rators. Në mikroelektronikë, këto dioda përdoren si pajisje kontrolluese të shpejta për modulimin e rrezeve lazer. Përdoren në radarët e policisë. Këto dioda janë të zbatueshme në takometra. Përdoret si burime pompash brenda amplifikatorëve parametrikë. Përdoret në sensorë për të zbuluar sisteme të ndryshme si hapja e derës, zbulimi i shkeljes & siguria për këmbësorët, etj. Përdoret në radarët doppler valë pa ndërprerje. Përdoret gjerësisht në transmetuesit e lidhjes së të dhënave të stafetave të mikrovalës Përdoret në oshilatorët elektronikë për gjenerimin e frekuencave të mikrovalëve. Kështu, kjo ka të bëjë me një përmbledhje të diodës Gunn dhe funksionimit të saj. Këto lloje të diodave quhen gjithashtu TED (Pajisja Elektronike e Transferuar). Në përgjithësi, këto përdoren për lëkundje me frekuencë të lartë. Këtu keni një pyetje për ju, çfarë është Gunn Effect?

Lini një mesazh 

Lista mesazh