Vad är Gunn Diode: Construction & Its Working

I GaAs-halvledarmaterial är elektronerna närvarande i två tillstånd som hög massa låg hastighet och låg massa hög hastighet. Genom kravet på ett adekvat elektriskt fält, tvingas elektronerna att flytta från ett lågmassatillstånd till ett högmasstillstånd. I detta specifika tillstånd kan elektroner bilda en grupp och rör sig med en konsekvent hastighet som kan orsaka att ström flyter i en serie pulser. Så detta är känt som Gunn Effect som används av Gunn-dioder. Dessa dioder är de bästa och vanligast tillgängliga enheterna från TED-familjen (transfered electron devices). Dessa typer av dioder används som DC till mikrovågsomvandlare med negativa resistansegenskaper hos bulk GaAs (Gallium Arsenide) och de behöver en typisk, stabil spänningsförsörjning, mindre impedans så att komplexa kretsar kan elimineras. Den här artikeln diskuterar en översikt över en Gunn-diod. Vad är en Gunn-diod? Gunn-dioden är gjord med halvledare av N-typ eftersom den består av majoritetsladdningsbärare som elektroner. Denna diod använder den negativa resistansegenskapen för att producera ström vid höga frekvenser. Denna diod används främst för att producera mikrovågssignaler runt 1 GHz & RF-frekvenser runt 100 GHz. Gunn-dioder är också kända som TED (transfered electron devices). Även om det är en diod har enheterna ingen PN-övergång utan inkluderar en effekt som kallas Gunn Effect. Gunn DiodeDenna effekt namngavs baserat på uppfinnaren, nämligen JB Gunn. Dessa dioder är mycket enkla att använda, de utgör en billig teknik för att generera RF-mikrovågssignaler, som ofta placeras i en vågledare för att skapa en enkel resonanshålighet. Gunn-diodsymbolen visas nedan.Symbol Gunn-diodkonstruktion Tillverkningen av Gunn-dioden kan göras med en halvledare av N-typ. De material som används mest är GaAs (galliumarsenid) & InP (indiumfosfid) och andra material har använts som Ge, ZnSe, InAs, CdTe, InSb. Det är viktigt att använda material av n-typ eftersom effekten av överförd elektron är helt enkelt lämplig för elektroner och inte hål som finns i ett material av p-typ. I den här enheten finns det 3 huvudregioner som kallas topp-, botten- och mittområden.KonstruktionDen allmänna metoden för att tillverka denna diod är att växa & epitaxiellt lager på ett degenererat n+ substrat. Tjockleken på det aktiva skiktet sträcker sig från några mikron till 100 mikron och dopningsnivån för detta skikt sträcker sig från 1014 cm-3 till 1016 cm-3. Men denna dopningsnivå är betydligt låg, vilket används för de övre och nedre områdena av enheten. Baserat på den erforderliga frekvensen kommer tjockleken att ändras. Avsättningen av n+-skiktet kan göras epitaxiellt, annars dopas genom jonimplantation. Båda områdena på denna enhet som topp och botten är djupt dopade för att ge n+ material. Detta ger de nödvändiga områdena med hög ledningsförmåga som krävs för anslutningarna mot enheten. Generellt placeras dessa enheter på ledande stöd till vilket anslutningen av en tråd görs. Detta stöd kan också fungera som en kylfläns vilket är farligt att ta bort värmen. Diodens andra terminalanslutning kan göras genom en guldanslutning som placeras på pinnacleytan. Här är guldanslutningen nödvändig på grund av dess höga ledningsförmåga & relativa stabilitet. Under tillverkningen bör materialanordningen vara defektfri och även inkludera ett extremt konsekvent dopingområde. Gunn Diode Working Arbetsprincipen för en Gunn-diod beror huvudsakligen på Gunn-effekten. I vissa material som InP & GaAs, när en tröskelnivå har uppnåtts genom ett elektriskt fält i materialet, kommer elektronernas rörlighet att minska samtidigt. När det elektriska fältet förstärks kommer negativt motstånd att genereras. När intensiteten av ett elektriskt fält för GaAs-material når sitt signifikanta värde på den negativa elektroden, kan en region med låg elektronrörlighet bildas. Denna region rör sig genom den genomsnittliga elektronhastigheten till +Ve-elektroden. Gunn-dioden inkluderar ett negativt motståndsområde på dess CV-egenskaper. När det signifikanta värdet har uppnåtts genom den negativa GaAs-elektroden, kommer det att finnas en region genom rörligheten av låga elektroner. Efter det kommer den att växla till den positiva elektroden. När den väl möter en stark elektrisk fältdomän genom den positiva elektroden på den negativa elektroden, kommer en cyklisk typ av regionen för mindre elektronrörlighet såväl som det höga elektriska fältet att börja återskapas. Den cykliska karaktären av denna incident ger oscillationer med 100 GHz-frekvenser. När detta värde överskrids, kommer svängningarna att börja försvinna snabbt. Egenskaper Gunn-diodens egenskaper visar ett negativt motståndsområde på dess VI-karakteristikkurva som visas nedan. Så denna region tillåter dioden att förstärka signaler, så den kan användas i oscillatorer och förstärkare. Men Gunn-diodoscillatorerna används oftast.Egenskaper hos Gunn-dioden Här är det negativa motståndsområdet i Gunn-dioden inget annat än när strömflödet ökar, sjunker spänningen. Denna fasomvändning gör att dioden fungerar som en oscillator och en förstärkare. Strömflödet i denna diod ökar genom likspänningen. Vid en specifik ände kommer strömflödet att börja minska, så detta kallas en topppunkt eller tröskelpunkt. När tröskelpunkten har passerats kommer strömflödet att börja minska för att skapa ett negativt resistansområde i dioden. Funktionssätt för Gunn-dioden Funktionen av en Gunn-diod kan utföras i fyra lägen som inkluderar följande. Gunn-oscillationsläge Stabil förstärkning ModelLSA Oscillation ModeBias Krets Oscillation ModeGunn Oscillation ModeGunn oscillationsläge kan definieras i området där summan av frekvensen kan multipliceras med 107 cm/s längder. Summan av dopning kan multipliceras genom att längden är högre än 1012/cm2. I denna region är dioden inte stabil på grund av bildandet av cyklisk vare sig högfältsdomänen och ackumuleringsskiktet. Stabilt förstärkningslägeDenna typ av läge kan definieras i området där summan av frekvens gånger längd är 107 cm/sekund och dopningsproduktens längd för tidsintervall från 1011 & 1012/cm2.LSA-oscillationslägeDenna typ av läge kan definieras i området där summan av gånger frekvensens längd är 107 cm/s och dopningskvoten kan delas genom frekvensområdena från 2×104 & 2×105.Bias Circuit Oscillation ModeDenna typ av läge sker helt enkelt när antingen LSA eller Gunn-oscillation äger rum. Generellt sett är det området där tidens längdprodukt av frekvens är mycket liten som visas i figuren. När väl förspänningen av en bulkdiod har gjorts till tröskeln sjunker den genomsnittliga strömmen plötsligt när svängningen hos Gunn startar. Tillämpningen av Gunn-dioddiagrammet visar ett negativt motståndsområde. Det negativa motståndet genom strökapacitans och ledningsinduktans kan resultera i oscillationer.Gunn Diode Oscillator CircuitI de flesta fall kommer avslappningssvängningarna att inkludera enorma amplituder som kommer att skada dioden. Så en stor kondensator används över dioden för att undvika detta fel. Denna egenskap används främst för att designa oscillatorer vid övre frekvenser som sträcker sig från GHz till THz-band. Här kan frekvensen styras genom att lägga till en resonator. I ovanstående krets är den klumpade kretsekvivalenten en vågledare eller koaxial transmissionsledning. Här är GaAs Gunn-dioder tillgängliga för drift som sträcker sig från 10 GHz – 200 GHz vid 5 MW – 65 MW effekt. Dessa dioder kan också användas som förstärkare. FördelarFördelarna med Gunn-dioden inkluderar följande.Denna diod finns i liten storlek och portabel. -signalförhållande (NSR) eftersom den är skyddad från störande störningar. Den innehåller hög bandbredd. Nackdelar. Nackdelarna med Gunn-dioden inkluderar följande. Temperaturstabiliteten för denna diod är dålig. Driftströmmen för denna enhet, därför är effektförlusten hög. Gunn-dioden effektiviteten är låg under 10 GHz. Slå på spänningen på denna enhet är hög. FM-brus är högt för specifika applikationer. Inställningsområdet är högt Tillämpningar Tillämpningarna av Gunn-dioder inkluderar följande. Dessa dioder används som oscillatorer och förstärkare. Den används i mikroelektronik som styrutrustning .Dessa används i militära, kommersiella radarkällor och radiokommunikation.Denna diod används i pulsad Gunn-diodgen ratorer.Inom mikroelektronik används dessa dioder som snabbstyrande enheter för laserstrålemodulering.Används i polisradar.Dessa dioder är tillämpbara i varvräknareDe används som pumpkällor inom parametriska förstärkareAnvänds i sensorer för att detektera olika system som dörröppning, intrångsdetektering & fotgängarsäkerhet, etc.Den används i nonstop vågdopplerradar.Den används flitigt i sändare av mikrovågsrelädatalänkDen används i elektronikoscillatorer för att generera mikrovågsfrekvenser. Alltså handlar allt om en översikt över Gunn-dioden och dess funktion. Dessa typer av dioder kallas även TED (Transferred Electronic Device). I allmänhet används dessa för högfrekventa svängningar. Här är en fråga till dig, vad är Gunn Effect?

Lämna ett meddelande 

meddelande~~POS=TRUNC