Vad är IMPATT Diode: Konstruktion och dess funktion

Begreppet IMPATT -diod uppfanns faktiskt år 1954 av William Shockley. Så utökade han idén för att producera ett negativt motstånd med hjälp av en mekanism som transittidsfördröjning. Han föreslog att insprutningstekniken för laddningsbärare inom en PN-korsning är framåtriktad och publicerade sin tanke i Technical Journal of Bell Systems 1954 och med titeln "Negative Resistance Occurring from Transit Time within Semiconductor Diodes". Dessutom var förslaget inte förlängdes till 1958 när Bell Laboratories implementerade sin P+ NI N+-diodstruktur och efter det kallas den Read diode. Efter det år 1958 publicerades en teknisk tidskrift med titeln "en föreslagen högfrekvent, negativ resistansdiod." År 1965 tillverkades den första praktiska dioden och observerade första svängningar. Dioden som används för denna demonstration konstruerades av kisel med en P+ N -struktur. Senare verifierades läsdiodens funktion och efter det visades en PIN-diod 1966 fungera. Vad är IMPATT-diod? Den fullständiga formen av IMPATT-diod är IMPatt-jonisering Avalanche Transit-Time. Detta är en extremt högeffektsdiod som används i mikrovågsapplikationer. I allmänhet används den som en förstärkare och oscillator vid mikrovågsfrekvenser. Driftsfrekvensområdet för IMPATT-dioden sträcker sig från 3 – 100 GHz. Generellt genererar denna diod negativa resistansegenskaper så den fungerar som en oscillator vid mikrovågsfrekvenser för att generera signaler. Detta beror främst på transittidseffekten och lavineffekten för jonisering. Klassificeringen av IMPATT-dioder kan göras av två typer, nämligen enkeldrift och dubbeldrift. Enheter för enstaka drift är P+NN+, P+NIN+, N+PIP+, N+PP+. När vi betraktar P+NN+-enheten är P+N-övergången ansluten i omvänd förspänning och orsakar då ett lavinhaveri som orsakar regionen av P+ för att injicera i NN+ med en mättnadshastighet. Men hålen som injiceras från regionen NN+ driver inte, vilket kallas enkeldriftsanordningar. Det bästa exemplet på dubbla drift -enheter är P+PNN+. I denna typ av enhet, när PN-korsningen är förspänd nära en lavinavbrott, kan elektrondrivningen göras genom NN+ -regionen medan hålen driver genom PP+ -området som är känt som dubbla drivanordningar. Funktioner Huvuddragen i IMPATT-dioden inkluderar följande.Driftsfrekvensen sträcker sig från 3GHz till 100GH. Arbetsprincipen för IMPATT-dioden är lavinmultiplikation Uteffekten är 1w CW och över 400watt pulsad Effektivitet är 3% CW & 60% pulsad under 1GHz GUNN siffran är inte mer kraftfull jämfört med. 30dbIMPATT-diodkonstruktion och funktionKonstruktionen av IMPATT-dioden visas nedan. Denna diod inkluderar fyra regioner som P+-NI-N+. Strukturen för både PIN-dioden och IMPATT är densamma, men den fungerar på en extremt hög spänningsgradient på cirka 400KV/cm för att generera en lavinström. Vanligtvis används främst olika material som Si, GaAs, InP eller Ge för dess konstruktion. IMPATT-diodkonstruktion Jämfört med en vanlig diod använder denna diod en något annorlunda struktur eftersom; en normal diod går sönder i ett lavinläge. Eftersom den enorma mängden nuvarande produktion orsakar värmeutvecklingen inom den. Så vid mikrovågsfrekvenser används avvikelser i struktur främst för att generera RF-signaler. I allmänhet används denna diod i mikrovågsgeneratorer. Här ges en likströmsförsörjning till IMPATT-dioden för att generera en utgång som svänger när en lämplig avstämd krets används i kretsen. Utgången från IMPATT-kretsen är konsekvent och jämförelsevis hög jämfört med andra mikrovågsdioder. Men den producerar också ett högt intervall av fasbrus, vilket innebär att det används i enkla sändare mer vanligt än lokala oscillatorer i mottagare där prestanda för fasbrus normalt är mer betydande. Den här dioden fungerar med ganska hög spänning som 70 volt eller högre. Denna diod kan begränsa applikationerna genom fasbrus. Ändå är dessa dioder främst attraktiva alternativ för mikrovågsdioder för flera regioner.IMPATT Diode Circuit Applikation av IMPATT diod visas nedan. I allmänhet används denna typ av diod huvudsakligen vid frekvenser över 3 GHz. Det märks att varje gång en avstämd krets ges med en spänning i området för genombrottsspänningen mot IMPATT kommer svängning att inträffa. Jämfört med andra dioder använder denna diod negativt motstånd och denna diod kan generera ett högt intervall av effekt vanligtvis tio watt eller mer baserat på enheten. Driften av denna diod kan utföras från en strömkälla med ett strömbegränsande motstånd. Värdet på detta begränsar strömflödet till det värde som krävs. Strömmen levereras genom en RF -drossel för att separera DC: n från RF -signalen. IMPATT-diodkrets IMPATT-mikrovågsdioden är anordnad utanför den avstämda kretsen, men normalt kan denna diod vara anordnad i en vågledarkavitet som ger den nödvändiga avstämda kretsen. När spänningsförsörjningen ges då kommer kretsen att svänga. Den största nackdelen med IMPATT-dioden är dess funktion eftersom den genererar ett högt intervall av fasbrus på grund av mekanismen för lavinbrott. Dessa enheter använder Gallium Arsenide (GaAs) -teknologi som är mycket bättre jämfört med kisel. Detta beror på de mycket snabbare joniseringskoefficienterna för laddningsbärare. Skillnad mellan IMPATT och Trapatt -diod Huvudskillnaden mellan IMPATT och Trapatt -diod baserad på olika specifikationer diskuteras nedan. % i pulsat läge & 0.5 % i CWPulserat läge är 100 – 1 %Uteffekt10Watt(CW) 1Watt(Pulserat)Över 10 Watt Brus Figur60 dB3 dBBbasiska halvledareSi, InP, Ge, GaAsSiConstructionP omvänd bias NN+ PPN+ omvänd bias PN+ PPN+ omvänd bias PIP+ eller omvänd PN JunctionHarmonicsLågStrongRuggednessJaJaStorlekLitenlitenApplicationOscillator, AmplifierOscillatorIMPATT-diodegenskaper. IMPATT-diodens egenskaper inkluderar följande.Den fungerar i omvänt bias-tillstånd. Materialen som används för att tillverka dessa dioder är InP, Si och GaAs, eftersom de genererar en negativ effekt på resistansen & GaAs. lavin också l som transittid. Jämfört med Gunn-dioder ger dessa hög o/p-effekt och brus också, så de används i mottagare för lokala oscillatorer. Fasskillnaden mellan ström och spänning är 20 grader. Här är fasfördröjning med 90 grader främst på grund av lavineffekten medan den återstående vinkeln beror på transittid. Dessa används främst där den höga uteffekten är nödvändig som oscillatorer och förstärkare. Uteffekten från denna diod är i intervallet millimeter -vågsfrekvens. Vid färre frekvenser är uteffekten omvänt proportionell mot frekvenserna medan den vid höga frekvenser är omvänt proportionell mot kvadraten på frekvensen. FördelarFördelarna med IMPATT-dioden inkluderar följande. Den ger ett högt driftsområde. Dess storlek är liten. Dessa är ekonomiska. Vid hög temperatur ger den tillförlitlig driftJämfört med andra dioder har den hög effekt. Närhelst den används som en förstärkare fungerar den som en smalbandsenhet. Dessa dioder används som utmärkta mikrovågsgeneratorer.För mikrovågsöverföringssystemet kan denna diod generera en bärsignal.Nackdelar Nackdelarna med IMPATT-dioden är bl.a. följande.Den ger ett mindre inställningsområde.Det ger hög känslighet för olika driftsförhållanden.I lavinområdet kan hastigheten för generering av elektron-hålpar orsaka hög brusgenerering.För driftsförhållanden är den lyhörd.Om korrekt skötsel inte tas kan den skadas på grund av den enorma elektroniska reaktansen. Jämfört med TRAPATT ger den mindre effektivitet. IMPATT-diodens inställningsområde är inte bra som Gunn-dioden. Den genererar falskt brus genom högre intervall jämfört med Gunn & klystron-dioder .Applikationer Tillämpningarna av IMPATT-dioder inkluderar följande. Dessa typer av dioder används som mikrovågsoscillatorer inom modulerade utgångsoscillatorer och mikrovågsgeneratorer. Dessa används i radar med kontinuerliga vågor, elektroniska motåtgärder och mikrovågslänkar. Dessa används för förstärkning genom negativt motstånd .Dessa dioder används i parametriska förstärkare, mikrovågsoscillatorer, mikrovågsgeneratorer. Och används även i telekommunikationssändare, inbrottslarmsystem och mottagare. Modulerad utgångsoscillatorCW Dopplerradarsändare MikrovågsgeneratorSändare av FM-telekommunikationsmottagare LOIntrångslarmnätverk Parametrisk förstärkare Alltså handlar det här om en översikt över IMPATT-dioder och dess konstruktion, funktion, funktion. Dessa halvledarenheter används för att generera högeffektsmikrovågssignaler vid ett frekvensområde på 3 GHz till 100 GHz. Dessa dioder är tillämpliga på färre strömlarm och radarsystem.

Lämna ett meddelande 

meddelande~~POS=TRUNC