Hva er Gunn Diode: Construction & Its Working

I GaAs-halvledermaterialer er elektronene til stede i to tilstander som høy masse lav hastighet og lav masse høy hastighet. Ved behovet for et tilstrekkelig elektrisk felt, blir elektronene tvunget til å bevege seg fra en lavmassetilstand til en høymassetilstand. I denne spesifikke tilstanden kan elektroner danne en gruppe og bevege seg med en jevn hastighet som kan føre til å flyte strøm i en serie med pulser. Så dette er kjent som Gunn Effect som brukes av Gunn -dioder. Disse dioder er de beste og oftest tilgjengelige enhetene fra TED -familien (overførte elektronenheter). Disse typer dioder brukes som DC til mikrobølgeomformere med negative motstandsegenskaper i bulk GaA (Gallium Arsenide), og de trenger en typisk, stabil spenningsforsyning, mindre impedans slik at komplekse kretser kan elimineres. Denne artikkelen diskuterer en oversikt over en Gunn-diode. Hva er en Gunn-diode? Gunn-diode er laget med N-type halvleder fordi den består av flertallladningsbærere som elektroner. Denne dioden bruker egenskapen negativ motstand til å produsere strøm ved høye frekvenser. Denne dioden brukes hovedsakelig til å produsere mikrobølgesignaler rundt 1 GHz og RF-frekvenser rundt 100 GHz. Gunn-dioder er også kjent som TED (overførte elektronenheter). Selv om det er en diode, har enhetene ikke et PN-kryss, men inkluderer en effekt som kalles Gunn-effekten. Gunn Diode Denne effekten ble navngitt basert på oppfinneren, nemlig JB Gunn. Disse dioder er veldig enkle å bruke, de danner en rimelig teknikk for å generere mikrobølgeovn RF-signaler, og blir ofte plassert i en bølgeleder for å lage et enkelt resonanshulrom. Gunn-diodesymbolet vises nedenfor.Symbol Gunn Diode Construction Produksjonen av Gunn diode kan gjøres med en N-type halvleder. Materialene som brukes hyppigst er GaA (galliumarsenid) og InP (indiumfosfid) og andre materialer har blitt brukt som Ge, ZnSe, InAs, CdTe, InSb. Det er viktig å bruke n-type materiale fordi effekten av overført elektron er ganske enkelt passende for elektroner og ikke hull som finnes i et materiale av p-type. I denne enheten er det tre hovedområder som kalles topp-, bunn- og midtområder.Konstruksjon Den generelle metoden for å produsere denne dioden er å vokse og epitaksialt lag på et degenerert n+ substrat. Tykkelsen på det aktive laget varierer fra få mikron til 100 mikron og dopingsnivået til dette laget varierer fra 1014 cm-3 til 1016 cm-3. Men dette dopingnivået er betydelig lavt, som brukes for topp- og bunnområdene på enheten. Basert på den nødvendige frekvensen, vil tykkelsen endres. Avsetningen av n+ laget kan gjøres epitaksielt på annen måte dopet gjennom ionimplantasjon. Begge områdene på denne enheten som topp og bunn er dopet dypt for å gi n+ materiale. Dette gir de nødvendige områdene med høy ledningsevne som er nødvendige for tilkoblingene mot enheten. Vanligvis plasseres disse enhetene på ledende støtte som tilkoblingen av en ledning er gjort til. Denne støtten kan også fungere som en kjøleribbe som er farlig å fjerne varmen. Diodens andre terminalforbindelse kan gjøres gjennom en gullforbindelse som er avsatt på toppflaten. Her er gullforbindelsen nødvendig på grunn av dens høye ledningsevne og relative stabilitet. Under produksjonen bør materialet være defektfritt og også inneholde et ekstremt konsistent utvalg av doping.Gunn Diode WorkingPrincippet for en Gunn-diode er hovedsakelig avhengig av Gunn-effekten. I noen materialer som InP & GaAs, når et terskelnivå er oppnådd gjennom et elektrisk felt i materialet, vil elektronenes mobilitet avta samtidig. Når det elektriske feltet øker, vil negativ motstand bli generert. Når intensiteten til et elektrisk felt for GaAs -materialet når sin betydelige verdi på den negative elektroden, kan det dannes lav elektronmobilitet. Denne regionen beveger seg gjennom gjennomsnittlig elektronhastighet til +Ve -elektroden. Gunn -diode inkluderer en negativ motstandsregion på CV -egenskapene. Når den signifikante verdien er oppnådd gjennom den negative GaAs -elektroden, vil det være en region gjennom mobiliteten til lave elektroner. Etter det vil det skifte til den positive elektroden. Når den møter et sterkt elektrisk feltdomene gjennom den positive elektroden på den negative elektroden, vil en syklisk type region for mindre elektronmobilitet så vel som det høye elektriske feltet begynne å gjenopprette. Den sykliske naturen til denne hendelsen produserer oscillasjoner med 100 GHz-frekvenser. Når denne verdien overskrider, vil oscillasjoner begynne å forsvinne raskt. Egenskaper Gunn -diodeegenskapene viser et negativt motstandsområde på sin VI karakteristiske kurve vist nedenfor. Så denne regionen lar dioden forsterke signaler, slik at den kan brukes i oscillatorer og forsterkere. Men Gunn -diodeoscillatorene brukes oftest.Kjennetegn ved Gunn Diode Her er det negative motstandsområdet i Gunn -dioden ingenting annet enn når strømmen øker, så faller spenningen. Denne faseomvendt lar dioden fungere som en oscillator og en forsterker. Strømmen i denne dioden øker gjennom likestrømsspenningen. I en bestemt ende vil strømmen begynne å avta, så dette kalles et toppunkt eller terskelpunkt. Når terskelpunktet er krysset, vil strømmen begynne å redusere for å skape et negativt motstandsområde i dioden.Måter for drift av Gunn -diode Driften av en Gunn -diode kan utføres i fire moduser som inkluderer følgende.Gunn Oscillation ModeStabil forsterkning ModeLSA Oscillation ModeBias Circuit Oscillation ModeGunn Oscillation ModeGunn -oscillasjonsmodus kan defineres i området hvor frekvenssummen kan multipliseres med 107 cm/s lengder. Summen av doping kan multipliseres gjennom lengden er høyere enn 1012/cm2. I denne regionen er dioden ikke stabil på grunn av dannelsen av sykliske enten høyfeltdomenet og akkumuleringslaget. Stabil forsterkningsmodus Denne typen modus kan defineres i området hvor summen av frekvens ganger lengde er 107 cm/sek og dopingproduktlengde for tidsintervaller fra 1011 og 1012/cm2. LSA -oscillasjonsmodus Denne typen modus kan defineres i området hvor summen av ganger lengden på frekvensen er 107 cm/s og dopingkvoten kan deles gjennom frekvensen er områder fra 2 × 104 & 2 × 105. Bias Circuit Oscillation Mode Denne typen modus skjer ganske enkelt når det enten er LSA eller Gunn -oscillasjon finner sted. Vanligvis er det området hvor tidens lengdeprodukt av frekvens er veldig lite for å vises i figuren. Når forspenningen av en bulk diode er gjort til terskelen, faller den gjennomsnittlige strømmen plutselig når svingningen til Gunn starter. Bruken av Gunn-diodediagrammet viser et negativt motstandsområde. Den negative motstanden gjennom strøkapasitans og blyinduktans kan resultere i svingninger.Gunn Diode Oscillator Circuit I de fleste tilfeller vil avslapningstypen av oscillasjoner inkludere stor amplitude som vil skade dioden. Så en stor kondensator brukes over dioden for å unngå denne feilen. Denne egenskapen brukes hovedsakelig til å designe oscillatorer ved øvre frekvenser som spenner fra GHz til THz -bånd. Her kan frekvensen styres ved å legge til en resonator. I kretsen ovenfor er kretsekvivalentet en bølgeleder eller koaksial overføringslinje. Her er GaAs Gunn -dioder tilgjengelige for drift som varierer fra 10 GHz - 200 GHz ved 5 MW - 65 MW effekt. Disse dioder kan også brukes som forsterkere. Fordeler Fordelene med Gunn-dioden inkluderer følgende. Denne dioden er tilgjengelig i liten størrelse og bærbar Gjør prisen på denne dioden mindre Ved høye frekvenser er denne dioden stabil og pålitelig Den har forbedret støy-til -signalforhold (NSR) fordi den er beskyttet mot støygener. Den inkluderer høy båndbredde Ulemper Ulempene med Gunn -dioden inkluderer følgende. Temperaturstabiliteten til denne dioden er dårlig Driftsstrømmen til denne enheten, og dermed er strømspredningen høy. Gunn -dioden effektiviteten er lav under 10 GHz. Slå på spenningen til denne enheten er høy FM -støyen er høy for spesifikke applikasjoner Tuningsområdet er høyt Applikasjoner Applikasjonene til Gunn -diode inkluderer følgende. Disse dioder brukes som oscillatorer og forsterkere. Det brukes i mikroelektronikk som kontrollutstyr .Disse brukes i militære, kommersielle radarkilder og radiokommunikasjon. Denne dioden brukes i pulserende Gunn -diodegen I mikroelektronikk brukes disse dioder som hurtigkontrollenheter for laserstrålemodulering. Brukes i politiradarer. Disse dioder kan brukes på turtellere Det brukes som pumpekilder i parametriske forsterkere Brukes i sensorer for å oppdage forskjellige systemer som en døråpning, overgangsregistrering & fotgjenger sikkerhet, etc.Det brukes i nonstop wave doppler radarer.Det brukes mye i sendere av mikrobølgerelé datalink Det brukes i elektroniske oscillatorer for å generere mikrobølgefrekvenser.Så handler alt om en oversikt over Gunn -diode og dens virke. Disse typer dioder kalles også TED (overført elektronisk enhet). Vanligvis brukes disse for høyfrekvente svingninger. Her er et spørsmål til deg, hva er Gunn Effect?

Legg igjen en beskjed 

Meldingsliste