Wat is Gunn Diode: Konstruksie en die werking daarvan

In GaAs-halfgeleiermateriale is die elektrone teenwoordig in twee toestande soos hoë massa lae snelheid en lae massa hoë snelheid. Deur die eis van 'n voldoende elektriese veld, word die elektrone gedwing om van 'n lae massatoestand na 'n hoëmassatoestand te beweeg. By hierdie spesifieke toestand kan elektrone 'n groep vorm en beweeg teen 'n konstante tempo wat kan veroorsaak dat stroom in 'n reeks pulse vloei. Dit staan ​​dus bekend as Gunn Effect wat deur Gunn-diodes gebruik word. Hierdie diodes is die beste en mees beskikbare toestelle uit die TED-familie (oorgeplaasde elektrontoestelle). Hierdie tipe diodes word gebruik soos GS na mikrogolfomsetters met die negatiewe weerstandskenmerke van grootmaat GaAs (Gallium Arsenide) en hulle benodig 'n tipiese, stabiele spanningskragtoevoer, minder impedansie sodat komplekse stroombane uitgeskakel kan word. Hierdie artikel bespreek 'n oorsig van 'n Gunn-diode. Wat is 'n Gunn-diode? Gunn-diode word gemaak met N-tipe halfgeleier omdat dit uit meerderheid lading draers soos elektrone bestaan. Hierdie diode gebruik die negatiewe weerstandseienskap om stroom by hoë frekwensies te produseer. Hierdie diode word hoofsaaklik gebruik om mikrogolfseine rondom 1 GHz en RF-frekwensies rondom 100 GHz te produseer. Gunn-diodes staan ​​ook bekend as TED (transfered electron devices). Alhoewel dit 'n diode is, het die toestelle nie 'n PN-aansluiting nie, maar bevat dit 'n effek genaamd die Gunn-effek. Gunn Diode Hierdie effek is vernoem op grond van die uitvinder, naamlik JB Gunn. Hierdie diodes is baie eenvoudig om te gebruik, hulle vorm 'n laekoste-tegniek om mikrogolf-RF-seine te genereer, wat gereeld in 'n golfleier geplaas word om 'n maklike resonante holte te maak. Die Gunn-diodesimbool word hieronder getoon.Simbool Gunn Diode Konstruksie Die vervaardiging van die Gunn diode kan met 'n N-tipe halfgeleier gedoen word. Die materiaal wat die meeste gebruik word, is GaA's (galliumarsenied) en InP (indiumfosfied) en ander materiale is gebruik soos Ge, ZnSe, InAs, CdTe, InSb. Dit is noodsaaklik om n-tipe materiaal te gebruik omdat die effek van die oorgedra elektron is eenvoudig geskik vir elektrone en nie gate wat in 'n p-tipe materiaal gevind word nie. In hierdie toestel is daar 3 hoofstreke wat bo-, onder- en middelareas genoem word.Konstruksie Die algemene metode om hierdie diode te vervaardig, is om te groei en epitaksiale laag op 'n ontaard n+ substraat. Die dikte van die aktiewe laag wissel van min mikrons tot 100 mikrons en die dopingvlak van hierdie laag wissel van 1014cm-3 tot 1016cm-3. Maar hierdie dopingvlak is aansienlik laag wat vir die boonste en onderste streke van die toestel gebruik word. Op grond van die vereiste frekwensie, sal die dikte verander. Die afsetting van die n+ laag kan epitaksiaal gedoen word anders gedoteer deur iooninplanting. Beide die areas van hierdie toestel soos bo en onder is diep gedoteer om n+ materiaal te verskaf. Dit gee die nodige hoë geleidingsvermoë streke wat benodig word vir die verbindings na die toestel. Oor die algemeen word hierdie toestelle op geleidende ondersteuning geplaas waaraan die verbinding van 'n draad gemaak word. Hierdie ondersteuning kan ook werk soos 'n hitte sink wat gevaarlik is om die hitte te verwyder. Die diode se ander terminale verbinding kan gemaak word deur 'n goue verbinding wat op die topoppervlak neergelê word. Hier is die goue verbinding nodig as gevolg van sy hoë geleidingsvermoë en relatiewe stabiliteit. Tydens die vervaardiging moet die materiaal toestel defekvry wees en ook 'n uiters konsekwente reeks doping insluit.Gunn Diode WorkingDie werkingsbeginsel van 'n Gunn-diode hang hoofsaaklik van die Gunn-effek af. In sommige materiale soos InP & GaAs, sodra 'n drempelvlak bereik word deur 'n elektriese veld binne die materiaal, sal elektronmobiliteit gelyktydig afneem. Wanneer die elektriese veld toeneem, sal negatiewe weerstand gegenereer word. Sodra die intensiteit van 'n elektriese veld vir GaAs-materiaal sy betekenisvolle waarde op die negatiewe elektrode bereik, kan 'n lae elektronmobiliteit-gebied gevorm word. Hierdie gebied beweeg deur die gemiddelde elektronsnelheid na die +Ve -elektrode.Gunn -diode bevat 'n negatiewe weerstandsgebied op sy CV -eienskappe. Sodra die beduidende waarde deur die negatiewe GaAs-elektrode bereik is, sal daar 'n gebied wees deur die mobiliteit van lae elektrone. Daarna sal dit na die positiewe elektrode skuif. Sodra dit 'n sterk elektriese velddomein deur die positiewe elektrode op die negatiewe elektrode ontmoet, sal 'n sikliese tipe van die streek vir minder elektronmobiliteit sowel as die hoë elektriese veld begin herskep. Die sikliese aard van hierdie voorval veroorsaak ossillasies met frekwensies van 100 GHz. Sodra hierdie waarde oorskry, sal ossillasies vinnig begin verdwyn. Kenmerke Die Gunn-diode-eienskappe toon 'n negatiewe weerstandsarea op sy VI-kenmerkkurwe wat hieronder getoon word. So hierdie streek laat die diode toe om seine te versterk, sodat dit in ossillators en versterkers gebruik kan word. Maar die Gunn-diode-ossillators word die meeste gebruik.Kenmerke van Gunn Diode Hier is die negatiewe weerstandsarea in die Gunn diode niks anders as sodra die stroomvloei toeneem, dan daal die spanning. Hierdie fase-omkeer laat die diode toe om soos 'n ossillator en 'n versterker te werk. Die stroom van die stroom in hierdie diode neem toe deur die GS -spanning. By 'n spesifieke einde sal die stroomvloei begin afneem, so dit word 'n piekpunt of drumpelpunt genoem. Sodra die drumpelpunt oorgesteek is, sal die stroomvloei begin verminder om 'n negatiewe weerstandgebied binne die diode te skep. Werkswyses van Gunn DiodeDie werking van 'n Gunn-diode kan in vier modusse gedoen word wat die volgende insluit.Gunn OssillasiemodusStabiele versterking ModelLSA OssillasiemodusBias Kring OssillasiemodusGunn OssillasiemodusGunn-ossillasiemodus kan gedefinieer word in die area waar die som van frekwensie ook al met 107 cm/s lengtes vermenigvuldig kan word. Die som van doping kan vermenigvuldig word deur die lengte is hoër as 1012/cm2. In hierdie streek is die diode nie stabiel nie as gevolg van die vorming van sikliese óf die hoëvelddomein & die akkumulasielaag. Stabiele versterkingsmodusHierdie soort modus kan gedefinieer word in die area waar die som van frekwensie maal lengte 107cm/sek & die doping produk lengte vir tyd wissel van 1011 & 1012/cm2.LSA Ossillasie ModeHierdie soort modus kan gedefinieer word in die area waar die som van kere lengte van frekwensie 107 cm/s is en die doping kwosiënt gedeel kan word deur die frekwensie is reekse vanaf 2 × 104 & 2 × 105. Vooroordeel -kring -ossillasie -modus Hierdie soort modus gebeur eenvoudig sodra daar 'n LSA- of Gunn -ossillasie is. Oor die algemeen is dit die area waar die tyd se lengte produk van frekwensie baie klein is om binne die figuur te verskyn. Sodra die voorspanning van 'n grootmaat diode tot by die drempel gedoen is, daal die gemiddelde stroom skielik wanneer die ossillasie van Gunn begin.Gunn Diode OssillatorkringDie stroombaandiagram van die Gunn-diode-ossillatorkring word hieronder getoon. Die toepassing van die Gunn -dioddiagram toon 'n negatiewe weerstandsgebied. Die negatiewe weerstand deur verdwaalde kapasitansie en loodinduktansie kan ossillasies tot gevolg hê.Gunn Diode Ossillator Circuit In die meeste gevalle sal die ontspanning soort ossillasies groot amplitude insluit wat die diode sal beskadig. Dus word 'n groot kapasitor oor die diode gebruik om hierdie fout te vermy. Hierdie eienskap word hoofsaaklik gebruik om ossillators te ontwerp by boonste frekwensies wat wissel van GHz- tot THz-bande. Hier kan die frekwensie beheer word deur 'n resonator by te voeg. In die bogenoemde stroombaan is die saamgestelde stroombaan-ekwivalent 'n golfleier of koaksiale transmissielyn. Hier is GaAs Gunn-diodes toeganklik vir werking wat wissel van 10 GHz – 200 GHz by 5 MW – 65 MW krag. Hierdie diodes kan ook as versterkers gebruik word.Voordele Die voordele van die Gunn-diode sluit die volgende in.Hierdie diode is beskikbaar in klein grootte en draagbaarMaak die koste van hierdie diode minder By hoë frekwensies is hierdie diode stabiel en betroubaarDit beskik oor 'n verbeterde geraas-tot -seinverhouding (NSR) omdat dit beskerm word teen geraas irritasie.Dit sluit hoë bandwydte Nadele Die nadele van die Gunn-diode sluit die volgende in.Die temperatuurstabiliteit van hierdie diode is swakDie bedryfsstroom van hierdie toestel, dus kragdissipasie is hoog.Die Gunn-diode die doeltreffendheid is laag onder 10GHz. Die spanning van hierdie toestel aan .Dit word gebruik in militêre, kommersiële radarbronne en radiokommunikasie. Hierdie diode word gebruik in gepulseerde Gunn-diode-geen rators. In mikro -elektronika word hierdie diodes gebruik as 'n vinnige beheerstoestel vir laserstraalmodulasie. Gebruik in polisieradars. Hierdie diodes is van toepassing op toerentellers Dit word gebruik as pompbronne binne parametriese versterkers Gebruik in sensors om verskillende stelsels op te spoor soos 'n deuropening, oortredingsopsporing & voetgangerveiligheid, ens.Dit word gebruik in ononderbroke golfdoppler-radars.Dit word wyd gebruik in senders van mikrogolfaflosdataskakelDit word in elektroniese ossillators gebruik vir die opwekking van mikrogolffrekwensies.Dit gaan dus alles oor 'n oorsig van Gunn-diode en sy werking. Hierdie tipe diodes word ook TED (Transferred Electronic Device) genoem. Oor die algemeen word dit gebruik vir hoëfrekwensie-ossillasies. Hier is 'n vraag vir jou, wat is Gunn Effect?

Los 'n boodskap 

boodskap Lys