Hvad er Gunn Diode: Construction & Its Working

I GaAs-halvledermaterialer er elektronerne til stede i to tilstande som høj masse lav hastighed og lav masse høj hastighed. Ved efterspørgslen efter et tilstrækkeligt elektrisk felt, tvinges elektronerne til at bevæge sig fra en tilstand med lav masse til en høj masse. Ved denne specifikke tilstand kan elektroner danne en gruppe og bevæge sig med en konsekvent hastighed, der kan få strøm til at strømme i en række pulser. Så dette er kendt som Gunn Effect, som bruges af Gunn -dioder. Disse dioder er de bedste og hyppigst tilgængelige enheder fra TED-familien (overførte elektronenheder). Disse typer dioder bruges som DC til mikrobølgeomformere med de negative modstandsegenskaber af bulk GaAs (Gallium Arsenide), og de har brug for en typisk, stabil spændingsstrømforsyning, mindre impedans, så komplekse kredsløb kan elimineres. Denne artikel diskuterer en oversigt over en Gunn-diode. Hvad er en Gunn-diode? Gunn-diode er lavet med N-type halvleder, fordi den består af flertalsladningsbærere som elektroner. Denne diode bruger den negative modstandsegenskab til at producere strøm ved høje frekvenser. Denne diode bruges hovedsageligt til at producere mikrobølgesignaler omkring 1 GHz og RF-frekvenser omkring 100 GHz. Gunn-dioder er også kendt som TED (overførte elektronenheder). Selvom det er en diode, har enhederne ikke et PN-kryds, men inkluderer en effekt kaldet Gunn Effect. Gunn DiodeDenne effekt blev navngivet baseret på opfinderen, nemlig JB Gunn. Disse dioder er meget enkle at bruge, de danner en billig teknik til at generere mikrobølge-RF-signaler, der ofte placeres i en bølgeleder for at skabe et let resonanshulrum. Gunn-diodesymbolet er vist nedenfor.Symbol Gunn Diode Construction Fabrikationen af ​​Gunn diode kan udføres med en N-type halvleder. De materialer, der oftest anvendes, er GaAs (gallium Arsenide) & InP (Indium Phosphide), og andre materialer er blevet brugt som Ge, ZnSe, InAs, CdTe, InSb. Det er vigtigt at anvende n-type materiale, fordi effekten af overført elektron er simpelthen passende for elektroner og ikke huller fundet i et p-type materiale. I denne enhed er der 3 hovedområder, som kaldes top-, bund- og midterområder.Konstruktion Den generelle metode til fremstilling af denne diode er at vokse og epitaxialt lag på et degenereret n+ substrat. Tykkelsen af ​​det aktive lag varierer fra få mikron til 100 mikron, og dopingniveauet af dette lag varierer fra 1014 cm-3 til 1016 cm-3. Men dette dopingniveau er betydeligt lavt, hvilket bruges til de øverste og nederste områder af enheden. Baseret på den nødvendige frekvens vil tykkelsen ændre sig. Afsætningen af ​​n+ laget kan udføres epitaksialt ellers dopet gennem ionimplantation. Begge områder på denne enhed som top og bund er dopet dybt for at give n+ materiale. Dette giver de nødvendige områder med høj ledningsevne, der er nødvendige for forbindelserne mod enheden. Generelt placeres disse enheder på ledende understøtning, hvortil forbindelsen af ​​en ledning foretages. Denne støtte kan også fungere som en køleplade, hvilket er farligt at fjerne varmen. Diodens anden klemmeforbindelse kan laves gennem en guldforbindelse, der afsættes på tindeoverfladen. Her er guldforbindelsen nødvendig på grund af dens høje ledningsevne & relative stabilitet. Under fremstillingen bør materialeenheden være fejlfri og også omfatte et ekstremt ensartet udvalg af doping. Gunn Diode Working Arbejdsprincippet for en Gunn diode afhænger hovedsageligt af Gunn Effect. I nogle materialer som InP & GaAs, når et tærskelniveau er opnået gennem et elektrisk felt i materialet, vil elektronmobilitet falde samtidigt. Når det elektriske felt forbedres, vil der blive genereret negativ modstand. Når intensiteten af ​​et elektrisk felt for GaAs -materiale når sin signifikante værdi på den negative elektrode, kan der dannes lav elektronmobilitetsregion. Denne region bevæger sig gennem den gennemsnitlige elektronhastighed til +Ve-elektroden. Gunn-dioden inkluderer et negativt modstandsområde på dens CV-karakteristika. Når den signifikante værdi er opnået gennem den negative GaAs-elektrode, vil der være en region gennem mobiliteten af ​​lave elektroner. Derefter vil den skifte til den positive elektrode. Når den møder et stærkt elektrisk feltdomæne gennem den positive elektrode på den negative elektrode, begynder en cyklisk type af regionen for mindre elektronmobilitet såvel som det høje elektriske felt at genoprette. Den cykliske karakter af denne hændelse producerer oscillationer med 100 GHz-frekvenser. Når denne værdi overskrider, vil svingninger begynde at forsvinde hurtigt. Karakteristika Gunn diodekarakteristika viser et negativt modstandsområde på dens VI karakteristiske kurve vist nedenfor. Så denne region tillader dioden at forstærke signaler, så den kan bruges i oscillatorer og forstærkere. Men Gunn -diodeoscillatorerne bruges oftest.Karakteristika for Gunn DiodeHer er det negative modstandsområde i Gunn-dioden intet andet end når strømstrømmen stiger, falder spændingen. Denne fasevending gør det muligt for dioden at fungere som en oscillator og en forstærker. Strømmen i denne diode stiger gennem jævnstrømsspændingen. Ved en bestemt ende vil strømmen begynde at falde, så dette kaldes et spidspunkt eller tærskelpunkt. Når tærskelpunktet er overskredet, vil strømstrømmen begynde at reducere for at skabe et negativt modstandsområde i dioden. Funktionsmåder for Gunn-diode Betjening af en Gunn-diode kan udføres i fire tilstande, som omfatter følgende.Gunn-oscillationstilstand Stabil forstærkning ModelLSA Oscillation ModeBias Circuit Oscillation ModeGunn Oscillation ModeGunn oscillationstilstand kan defineres i området, hvor summen af ​​frekvensen kan multipliceres med 107 cm/s længder. Summen af ​​doping kan multipliceres gennem længden er højere end 1012/cm2. I denne region er dioden ikke stabil på grund af dannelsen af ​​cyklisk enten højfeltdomænet og akkumuleringslaget. Stabil forstærkningstilstandDenne slags tilstand kan defineres i området, hvor summen af ​​frekvens gange længde er 107 cm/sek. dopingproduktlængde for tidsintervaller fra 1011 & 1012/cm2.LSA-oscillationstilstandDenne form for tilstand kan defineres i det område, hvor summen af ​​gange frekvensens længde er 107 cm/s, og dopingkvotienten kan divideres gennem frekvensområderne fra 2×104 & 2×105. Bias Circuit Oscillation ModeDenne form for mode sker simpelthen, når der er enten LSA eller Gunn-oscillation finder sted. Generelt er det området, hvor tidslængdeproduktet af frekvens er meget lille, der vises i figuren. Når forspændingen af ​​en bulk diode er gjort til tærsklen, falder den gennemsnitlige strøm pludseligt, når svingningen af ​​Gunn starter. Anvendelsen af ​​Gunn -diode -diagrammet viser et område med negativ modstand. Den negative modstand gennem omstrejfende kapacitans og ledningsinduktans kan resultere i svingninger.Gunn Diode Oscillator Circuit I de fleste tilfælde vil afslapningstypen af ​​svingninger omfatte enorm amplitude, som vil beskadige dioden. Så en stor kondensator bruges på tværs af dioden for at undgå denne fejl. Denne egenskab bruges hovedsageligt til at designe oscillatorer ved øvre frekvenser, der spænder fra GHz til THz bånd. Her kan frekvensen styres ved at tilføje en resonator. I ovenstående kredsløb er den klumpede kredsløbsækvivalent en bølgeleder eller koaksial transmissionslinje. Her er GaAs Gunn-dioder tilgængelige for drift, som spænder fra 10 GHz – 200 GHz ved 5 MW – 65 MW effekt. Disse dioder kan også bruges som forstærkere.FordeleFordelene ved Gunn-dioden omfatter følgende.Denne diode er tilgængelig i lille størrelse og bærbar.Der er prisen på denne diode mindre.Ved høje frekvenser er denne diode stabil og pålideligDen har en forbedret støj-til -Signalforhold (NSR), fordi den er beskyttet mod støjgener.Den inkluderer høj båndbredde. Ulemperne ved Gunn-dioden omfatter følgende.Denne diodes temperaturstabilitet er dårlig. Driftsstrømmen for denne enhed, og dermed er strømtabet høj.Gunn-dioden effektiviteten er lav under 10 GHz. Tænd for spændingen på denne enhed er høj. FM-støj er høj til specifikke applikationer. Udvalget af tuning er højt Anvendelser Anvendelserne af Gunn diode omfatter følgende. Disse dioder bruges som oscillatorer og forstærkere. Den bruges i mikroelektronik såsom kontroludstyr .Disse bruges i militære, kommercielle radarkilder og radiokommunikation. Denne diode bruges i pulserende Gunn -diodegen ratorer.I mikroelektronik bruges disse dioder som hurtige kontrolenheder til laserstrålemodulering.Anvendes i politiradarer.Disse dioder er anvendelige i omdrejningstællere.Den bruges som pumpekilder i parametriske forstærkere.Anvendes i sensorer til at detektere forskellige systemer som f.eks. en døråbning, overtrædelsesdetektering & fodgængersikkerhed osv. Den bruges i nonstop-bølgedoppler-radarer. Den bruges i vid udstrækning i transmittere af mikrobølgerelædatalinkDen bruges i elektroniske oscillatorer til generering af mikrobølgefrekvenser. Det handler altså om et overblik over Gunn-dioden og dens funktion. Disse typer dioder kaldes også TED (Transferred Electronic Device). Generelt bruges disse til højfrekvente svingninger. Her er et spørgsmål til dig, hvad er Gunn Effect?

Læg en besked 

Message List