Какво представлява диодът на Gunn: конструкция и неговата работа

В GaAs полупроводниковите материали електроните присъстват в две състояния като висока маса с ниска скорост и ниска маса с висока скорост. Поради необходимостта от адекватно електрическо поле, електроните са принудени да се преместят от състояние с ниска маса в състояние с висока маса. В това специфично състояние електроните могат да образуват група и да се движат с постоянна скорост, която може да доведе до протичане на ток в серия от импулси. Така че това е известно като ефект на Gunn, който се използва от диодите на Gunn. Тези диоди са най-добрите и най-често достъпни устройства от семейството на TED (устройства за прехвърляне на електрони). Тези видове диоди се използват като DC към микровълнови преобразуватели с характеристиките на отрицателното съпротивление на насипния GaAs (галиев арсенид) и се нуждаят от типично, стабилно захранване с напрежение, по-малко импеданс, така че сложните схеми могат да бъдат елиминирани. Тази статия обсъжда преглед на диод на Gunn. Какво представлява диодът на Gunn? Диодът на Gunn е направен с полупроводник от N-тип, тъй като съдържа мнозинство носители на заряд като електрони. Този диод използва свойството отрицателно съпротивление, за да произвежда ток при високи честоти. Този диод се използва главно за производство на микровълнови сигнали около 1 GHz и RF честоти около 100 GHz. Диодите на Gunn са известни още като TED (устройства с прехвърлени електрони). Въпреки че е диод, устройствата нямат PN-преход, но включват ефект, наречен Gunn Effect. Gunn Diode Този ефект е кръстен въз основа на изобретателя, а именно JB Gunn. Тези диоди са много лесни за използване, те образуват евтина техника за генериране на микровълнови радиочестотни сигнали, често поставени във вълновод, за да направят лесна резонансна кухина. Символът на диода Gunn е показан по -долу.Символ Конструкция на диод Gunn Производството на диода на Gunn може да се извърши с полупроводник от N-тип. Материалите, които се използват най-често са GaAs (галиев арсенид) и InP (индиев фосфид), а други материали са използвани като Ge, ZnSe, InAs, CdTe, InSb. От съществено значение е да се използва материал от n-тип, тъй като ефектът на прехвърленият електрон е просто подходящ за електрони, а не за дупки, открити в p-тип материал. В това устройство има 3 основни региона, които се наричат ​​горна, долна и средна области.Конструкция Общият метод за производство на този диод е да се отглежда и епитаксиален слой върху изроден n+ субстрат. Дебелината на активния слой варира от няколко микрона до 100 микрона, а нивото на легиране на този слой варира от 1014cm-3 до 1016cm-3. Но това ниво на допинг е значително ниско, което се използва за горната и долната част на устройството. Въз основа на необходимата честота дебелината ще се промени. Отлагането на n+ слоя може да се извърши епитаксиално иначе легирано чрез йонна имплантация. И двете области на това устройство като горната и долната част са легирани дълбоко, за да се осигури n+ материал. Това дава необходимите области с висока проводимост, които са необходими за връзките към устройството. По принцип тези устройства се поставят върху проводяща опора, към която се осъществява свързването на проводник. Тази опора може да работи и като радиатор, който е опасен за отстраняване на топлината. Другата клемна връзка на диода може да бъде направена чрез златна връзка, която се отлага върху повърхността на върха. Тук златната връзка е необходима поради високата си проводимост и относителна стабилност. Докато се произвежда, материалното устройство трябва да бъде без дефекти и също така да включва изключително последователен диапазон от допинг. Работа на диод Ган Принципът на работа на диод Ган зависи главно от ефекта на Ган. В някои материали като InP & GaAs, след като се достигне прагово ниво чрез електрическо поле в материала, тогава мобилността на електроните ще намалее едновременно. Когато електрическото поле се засили, тогава ще се генерира отрицателно съпротивление. След като интензитетът на електрическото поле за GaAs материал достигне значителната си стойност на отрицателния електрод, тогава може да се образува област с ниска електронна подвижност. Тази област се движи през средната скорост на електроните към +Ve електрода. Диодът на Gunn включва регион с отрицателно съпротивление на своите CV характеристики. След като значителната стойност се постигне чрез отрицателния GaAs електрод, тогава ще има област чрез подвижността на ниски електрони. След това той ще премине към положителния електрод. След като срещне силен домейн на електрическо поле през положителния електрод на отрицателния електрод, тогава ще започне да се създава отново цикличен тип на областта за по-малка подвижност на електроните, както и високото електрическо поле. Цикличният характер на този инцидент предизвиква трептения с честоти от 100 GHz. След като тази стойност надвиши, тогава осцилациите ще започнат да изчезват бързо. Характеристики Характеристиките на диода на Gunn показват зона с отрицателно съпротивление на неговата VI характеристика, показана по-долу. Така че този регион позволява на диода да усилва сигнали, така че може да се използва в осцилатори и усилватели. Но най-често се използват диодните осцилатори на Gunn.Характеристики на диода Gunn Тук зоната на отрицателното съпротивление в диода Gunn не е нищо друго освен след като потока на тока се увеличи, тогава напрежението пада. Този фазов обрат позволява на диода да работи като осцилатор и усилвател. Потокът от ток в този диод се увеличава чрез постояннотоковото напрежение. В определен край потокът от ток ще започне да намалява, така че това се нарича пикова точка или прагова точка. След преминаване на праговата точка, потокът от ток ще започне да намалява, за да създаде зона на отрицателно съпротивление в диода. Режим Режим на трептене на LSA Режим на трептене на верига Режим на трептене на Gun Режим на трептене на Gunn може да бъде дефиниран в областта, където сумата от честотата може да се умножи по дължини 107 cm/s. Сумата от допинг може да се умножи по дължината е по -висока от 1012/cm2. В този регион диодът не е стабилен поради образуването на циклично или в областта на високото поле, и в слоя на натрупване. дължина на допинг продукта за времеви диапазони от 107 & 1011/cm 1012. Режим на колебание на LSA Този вид режим може да бъде дефиниран в областта, където сумата от времевата дължина на честотата е 2 cm/s и коефициентът на допинг може да бъде разделен на честотните диапазони от 107 × 2 и 104 × 2. Режим на трептене на верига Този вид режим се случва просто след като има LSA или Gunn трептене. По принцип това е областта, където произведението на честотата от време е много малко, за да се появи в рамките на фигурата. След като отклонението на насипния диод бъде направено до прага, тогава средният ток спада рязко, когато трептенето на Gunn започне. Прилагането на диодната диаграма на Gunn показва област на отрицателно съпротивление. Отрицателното съпротивление чрез разсеяния капацитет и индуктивността на проводника може да доведе до трептения.Gunn Diode Oscillator Circuit В повечето случаи релаксационният вид трептения ще включва огромна амплитуда, която ще повреди диода. Така че през диода се използва голям кондензатор, за да се избегне тази повреда. Тази характеристика се използва главно за проектиране на осцилатори на горни честоти, които варират от GHz до THz ленти. Тук честотата може да се контролира чрез добавяне на резонатор. В горната верига еквивалентът на съединената верига е вълновод или коаксиална предавателна линия. Тук диодите GaAs Gunn са достъпни за работа, която варира от 10 GHz - 200 GHz при мощност 5 MW - 65 MW. Тези диоди могат да се използват и като усилватели. Предимства Предимствата на диода Gunn включват следното. Този диод се предлага в малки размери и преносим Извършването на цената на този диод е по-малко При високи честоти този диод е стабилен и надежден Той притежава подобрен шум към -съотношение на сигнала (NSR), защото е защитено от смущения от шум. Той включва висока честотна лента Недостатъци Недостатъците на диода Gunn включват следното. Температурната стабилност на този диод е лоша Работният ток на това устройство, следователно разсейването на мощността е високо. Диодът Gunn ефективността е ниска под 10 GHz. Включете напрежението на това устройство е високо FM шумът е висок за специфични приложения Обхватът на настройка е висок Приложения Приложенията на диода Gunn включват следното. Тези диоди се използват като осцилатори и усилватели. Използва се в микроелектроника като оборудване за управление .Тези се използват във военни, търговски радарни източници и радио комуникация.Този диод се използва в импулсен ген на Gunn диод rators. В микроелектрониката тези диоди се използват като устройства за бързо управление за модулиране на лазерен лъч. Използвани в полицейски радари. Тези диоди са приложими в тахометри. Използва се като източници на помпа в параметрични усилватели. & безопасност на пешеходците и др. Използва се в доплерови радиолокатори с непрекъснати вълни. Използва се широко в предаватели на микровълнова релейна връзка за данни Използва се в електронни осцилатори за генериране на микровълнови честоти Така че това е всичко за преглед на диода Gunn и неговата работа. Тези видове диоди се наричат ​​още TED (прехвърлено електронно устройство). Обикновено те се използват за високочестотни трептения. Ето един въпрос към вас, какво е ефектът на Гън?

Остави съобщение 

Списък на ЛС