Hva er IMPATT Diode: Construction & Its Working

Konseptet med IMPATT -diode ble faktisk oppfunnet i 1954 av William Shockley. Så utvidet han ideen om å produsere en negativ motstand ved hjelp av en mekanisme som forsinkelse i transittid. Han foreslo injeksjonsteknikken for ladningsbærere i et PN -veikryss, er fremadrettet og publiserte tanken sin i Technical Journal of Bell Systems i 1954 og hadde tittelen "Negativ motstand som oppstår fra transittid i halvlederdioder. Videre var forslaget ikke utvidet til 1958 da Bell Laboratories implementerte sin P+ NI N+ -diodestruktur, og etter det kalles den Read -diode. Etter det i 1958 ble det gitt ut et teknisk tidsskrift med tittelen "en foreslått høyfrekvent, negativ motstandsdiode." I år 1965 ble den første praktiske dioden laget og observert de første svingningene. Dioden som ble brukt til denne demonstrasjonen ble konstruert gjennom silisium med en P+ N -struktur. Senere ble Read -diodeoperasjonen bekreftet, og etter det ble en PIN -diode demonstrert i 1966 for å fungere. Hva er IMPATT-diode? Den fulle formen for IMPATT-diode er IMPatt ionization Avalanche Transit-Time. Dette er en ekstremt kraftig diode som brukes i mikrobølgeovn. Vanligvis brukes den som en forsterker og oscillator ved mikrobølgefrekvenser. Driftsfrekvensområdet til IMPATT -dioden varierer fra 3 - 100 GHz. Generelt genererer denne dioden negative motstandskarakteristikker, så den fungerer som en oscillator ved mikrobølgefrekvenser for generering av signaler. Dette er hovedsakelig på grunn av transittidseffekten og innvirkning på ionisering av skredeffekter. Klassifiseringen av IMPATT -dioder kan gjøres av to typer, nemlig enkelt drift og dobbel drift. Enkelt driftsenheter er P+NN+, P+NIN+, N+PIP+, N+PP+.Når vi vurderer P+NN+-enheten, er P+N -krysset tilkoblet i omvendt forspenning, så forårsaker det et skredbrudd som forårsaker området til P+ for å injisere i NN+ med en metningshastighet. Men hullene som injiseres fra regionen NN+ driver ikke som kalles single drift -enheter. Det beste eksemplet på doble drift -enheter er P+PNN+. I denne typen enheter, når PN-krysset er forspent nær et skredbrudd, kan elektrondriften gjøres gjennom NN+ -regionen, mens hullene driver gjennom PP+ -området som er kjent som doble driftsenheter. IMPATT -dioden inkluderer følgende. Driftsfrekvensområder fra 3GHz til 100GH Arbeidsprinsippet for IMPATT -dioden er skredmultiplikasjon Utgangseffekten er 1w CW og over 400watt pulseret Effekten er 3% CW og 60% pulserende under 1GHz Mer kraftig sammenlignet med GUNN -dioden Støytallet er 30db IMPATT Diode Construction and Working Konstruksjonen til IMPATT dioden er vist nedenfor. Denne dioden inkluderer fire regioner som P+-NI-N+. Strukturen til både PIN -dioden og IMPATT er den samme, men den fungerer på en ekstremt høy spenningsgradient på omtrent 400KV/cm for å generere en skredstrøm. Vanligvis brukes forskjellige materialer som Si, GaAs, InP eller Ge hovedsakelig til konstruksjonen. IMPATT Diode Construction Sammenlignet med en normal diode bruker denne dioden en noe annen struktur fordi; en normal diode vil bryte sammen i en skredstilstand. Siden den enorme mengden nåværende generasjon forårsaker varmegenerering i den. Så ved mikrobølgefrekvenser brukes avvik i struktur hovedsakelig til å generere RF -signaler. Vanligvis brukes denne dioden i mikrobølgeovnsgeneratorer. Her gis en DC -forsyning til IMPATT -dioden for å generere en utgang som oscillerer når en passende avstemt krets er brukt i kretsen.Utgangen til IMPATT -kretsen er konsekvent og relativt høy i forhold til andre mikrobølgedioder. Men den produserer også et stort område med fasestøy, noe som betyr at den brukes i enkle sendere oftere enn lokale oscillatorer i mottakere hvor fasenes støy normalt er mer signifikant. Denne dioden fungerer med ganske høy spenning som 70 volt eller høyere. Denne dioden kan begrense applikasjonene gjennom fasestøy. Ikke desto mindre er disse dioder hovedsakelig attraktive alternativer for mikrobølgedioder for flere regioner. IMPATT Diode Circuit -applikasjon av IMPATT -diode er vist nedenfor. Vanligvis brukes denne typen dioder hovedsakelig ved frekvenser over 3 GHz. Det blir lagt merke til at når en avstemt krets er gitt med en spenning i området for nedbrytningsspenningen mot IMPATT, vil det oppstå oscillasjon. Sammenlignet med andre dioder, bruker denne dioden negativ motstand, og denne dioden er i stand til å generere et høyt område av strøm vanligvis ti watt eller høyere basert på enheten. Driften av denne dioden kan utføres fra en forsyning ved hjelp av en strømbegrensende motstand. Verdien av dette begrenser strømmen av strøm til den nødvendige verdien. Strømmen tilføres gjennom en RF -choke for å skille likestrømmen fra RF -signalet. IMPATT -diodekrets IMPATT -mikrobølgedioden er anordnet utenfor den avstemte kretsen, men normalt kan denne dioden være anordnet i et bølgelederhulrom som gir den nødvendige innstilte kretsen. Når spenningsforsyningen er gitt, vil kretsen svinge. Hovedulempen med IMPATT -dioden er dens drift fordi den genererer et høyt fasestøyområde på grunn av mekanismen for skredbrudd. Disse enhetene bruker Gallium Arsenide (GaAs) teknologi som er mye bedre sammenlignet med silisium. Dette er resultatet av de meget raskere ioniseringskoeffisientene for ladningsbærere. Forskjell mellom IMPATT og Trapatt -diode Hovedforskjellen mellom IMPATT og Trapatt -diode basert på forskjellige spesifikasjoner er diskutert nedenfor. % i pulsmodus og 0.5% i CW Pulsmodus er 100 - 1% Utgangseffekt10Watt (CW) 1Watt (pulserende) Over 10 WattStøy Figur60 dB3 dBBasic semiconductorsSi, InP, Ge, GaAsSiConstructionN+ PIP+ reverse bias PN JunctionP+ NN ++ eller N+ P PN JunctionHarmonicsLowStrongRuggednessJaJaSizeTinyTinyApplicationOscillator, AmplifierOscillatorIMPATT Diodeegenskaper Egenskapene til IMPATT -dioden inkluderer følgende: Den fungerer i omvendt forstyrrelse. skred også l som transittid. Sammenlignet med Gunn -dioder gir disse høy o/p -effekt og støy, så brukes i mottakere for lokale oscillatorer. Faseforskjellen mellom strøm og spenning er 20 grader. Her er faseforsinkelse med 90 grader hovedsakelig på grunn av skredeffekten, mens den gjenværende vinkelen er på grunn av transittid. Disse brukes hovedsakelig der høy utgangseffekt er nødvendig som oscillatorer og forsterkere Utgangseffekten fra denne dioden er i millimeterområdet -bølgefrekvens.Færre frekvenser er utgangseffekten omvendt proporsjonal med frekvenser, mens den ved høye frekvenser er omvendt proporsjonal med kvadratet til frekvensen.Fordeler Fordelene med IMPATT -dioden inkluderer følgende.Det gir et høyt driftsområde. Størrelsen er liten.Disse er økonomiske.Ved høy temperatur gir den pålitelig driftSammenlignet med andre dioder inkluderer den høye effektfunksjoner.Når den brukes som forsterker, fungerer den som en smalbåndsenhet.Disse dioder brukes som utmerkede mikrobølgeovnsgeneratorer.For mikrobølgeoverføringssystemet kan denne dioden generere et bærersignal. Ulemper Ulempene med IMPATT -dioden inkluderer følgende: Det gir et mindre innstillingsområde. Det gir høy følsomhet for forskjellige driftsforhold. I skredområdet kan frekvensen av generering av elektronhullpar forårsake en høy støygenerering. For driftsforhold reagerer den. Hvis riktig pleie Hvis den ikke tas, kan den bli skadet på grunn av den enorme elektroniske reaktansen. sammenlignet med TRAPATT, gir den mindre effektivitet IMPATT -diodenes tuningsområde er ikke bra som Gunn -dioden. Den genererer falsk støy gjennom høyere områder sammenlignet med Gunn & klystron -dioder .Applikasjoner Applikasjonene til IMPATT-diode inkluderer følgende. Disse typer dioder brukes som mikrobølgeoscillatorer i modulerte utgangsoscillatorer og mikrobølgeovnsgeneratorer. Disse brukes i kontinuerlige bølgeradarer, elektroniske mottiltak og mikrobølgelink. Disse brukes til forsterkning gjennom negativ motstand .Disse dioder brukes i parametriske forsterkere, mikrobølgeoscillatorer, mikrobølgeovnsgeneratorer. Og også brukt i telekommunikasjonssendere, inntrengeralarmsystemer og mottakere. Modulert utgangsoscillator CW doppler radarsender Mikrobølgeovn Generator Sendere til FM -telekommunikasjon Mottaker LOIntrusion Alarm Network Parametric Amplifier Så handler dette om en oversikt over IMPATT -diode, konstruksjon, arbeid, forskjeller og applikasjoner. Disse halvlederenhetene brukes til å generere mikrobølgesignaler med høy effekt ved et frekvensområde på 3 GHz til 100 GHz. Disse dioder gjelder for færre strømalarmer og radarsystemer.

Legg igjen en beskjed 

Meldingsliste