Gunn Diode là gì: Xây dựng và hoạt động của nó

Trong vật liệu bán dẫn GaAs, các electron hiện diện ở hai trạng thái như vận tốc thấp khối lượng cao và vận tốc cao khối lượng thấp. Theo yêu cầu của một điện trường thích hợp, các êlectron buộc phải chuyển từ trạng thái có khối lượng thấp sang trạng thái có khối lượng lớn. Ở trạng thái cụ thể này, các electron có thể tạo thành một nhóm & di chuyển với tốc độ nhất quán có thể gây ra dòng điện chạy theo chuỗi xung. Vì vậy, đây được gọi là Hiệu ứng Gunn được sử dụng bởi các điốt Gunn. Những điốt này là những thiết bị tốt nhất và thường xuyên có sẵn nhất từ ​​họ TED (thiết bị điện tử được chuyển giao). Các loại điốt này được sử dụng giống như bộ chuyển đổi DC sang vi sóng với các tính năng điện trở âm của GaA số lượng lớn (Gali Arsenide) và chúng cần một nguồn cung cấp điện áp điển hình, ổn định, ít trở kháng để có thể loại bỏ mạch phức tạp. Bài viết này thảo luận tổng quan về một diode Gunn. Diode Gunn là gì? Diode Gunn được chế tạo bằng chất bán dẫn loại N vì nó bao gồm phần lớn các hạt mang điện tích như electron. Diode này sử dụng đặc tính điện trở âm để tạo ra dòng điện ở tần số cao. Diode này chủ yếu được sử dụng để tạo ra tín hiệu vi sóng xung quanh 1 GHz & tần số RF khoảng 100 GHz. Điốt Gunn còn được gọi là TED (thiết bị chuyển điện tử). Mặc dù là một diode, các thiết bị này không có điểm nối PN mà bao gồm một hiệu ứng gọi là Hiệu ứng Gunn. Gunn Diode: Hiệu ứng này được đặt tên dựa trên nhà phát minh là JB Gunn. Các điốt này sử dụng rất đơn giản, chúng tạo thành một kỹ thuật chi phí thấp để tạo ra tín hiệu vi sóng RF, thường được đặt trong ống dẫn sóng để tạo ra một khoang cộng hưởng dễ dàng. Biểu tượng diode Gunn được hiển thị bên dưới.Kí hiệu Cấu tạo Diode Gunn Việc chế tạo Diode Gunn có thể được thực hiện bằng chất bán dẫn loại N. Các vật liệu được sử dụng thường xuyên nhất là GaAs (gallium Arsenide) & InP (Indium Phosphide) và các vật liệu khác đã được sử dụng như Ge, ZnSe, InAs, CdTe, InSb. điện tử được chuyển chỉ đơn giản là thích hợp với các điện tử và không phải lỗ trống được tìm thấy trong vật liệu loại p. Trong thiết bị này, có 3 khu vực chính được gọi là khu vực trên, dưới và giữa.Phương pháp chung để sản xuất diode này là phát triển & lớp biểu mô trên một chất nền n + thoái hóa. Độ dày của lớp hoạt tính từ vài micron đến 100 micron và mức độ pha tạp của lớp này nằm trong khoảng từ 1014cm-3 đến 1016cm-3. Nhưng mức pha tạp này thấp đáng kể được sử dụng cho các vùng trên và dưới của thiết bị. Dựa trên tần suất yêu cầu, độ dày sẽ thay đổi. Sự lắng đọng của lớp n + có thể được thực hiện theo phương thức khác là được pha tạp chất thông qua cấy ion. Cả hai khu vực của thiết bị này như trên và dưới đều được pha tạp chất sâu để cung cấp chất liệu n +. Điều này tạo ra các vùng có độ dẫn điện cao cần thiết cho các kết nối đối với thiết bị. Giá đỡ này cũng có thể hoạt động giống như một bộ tản nhiệt, rất nguy hiểm khi loại bỏ nhiệt. Kết nối đầu cuối khác của diode có thể được thực hiện thông qua kết nối vàng được đặt trên bề mặt đỉnh cao. Ở đây, kết nối vàng là cần thiết do độ dẫn điện cao và độ ổn định tương đối. Trong khi sản xuất, thiết bị vật liệu phải không có khuyết tật và cũng bao gồm một phạm vi pha tạp cực kỳ nhất quán. Trong một số vật liệu như InP & GaAs, một khi đạt được mức ngưỡng thông qua điện trường bên trong vật liệu, thì độ linh động của các electron sẽ giảm đồng thời. Khi điện trường tăng cường thì điện trở âm sẽ được tạo ra. Vùng này di chuyển với tốc độ trung bình của các electron đến điện cực + Ve. Diode Gunn bao gồm vùng điện trở âm trên các đặc tính CV của nó. Một khi đạt được giá trị đáng kể thông qua điện cực GaAs âm, thì sẽ có một vùng thông qua tính linh động của các điện tử thấp. Sau đó, nó sẽ chuyển sang cực dương. Một khi nó gặp một miền điện trường mạnh qua điện cực dương trên điện cực âm, thì một loại chu kỳ của miền đối với độ linh động của điện tử kém hơn cũng như điện trường cao sẽ bắt đầu tái tạo. Tính chất chu kỳ của sự cố này tạo ra dao động với tần số 100 GHz. Một khi giá trị này vượt quá, thì các dao động sẽ bắt đầu biến mất nhanh chóng. Vì vậy vùng này cho phép diode khuếch đại tín hiệu, vì vậy nó có thể được sử dụng trong bộ tạo dao động & bộ khuếch đại. Tuy nhiên, bộ dao động diode Gunn được sử dụng thường xuyên nhất.Đặc điểm của Diode Gunn Ở đây, vùng điện trở âm trong Diode Gunn không có gì khác ngoài một khi dòng điện tăng lên thì điện áp sẽ giảm xuống. Sự đảo ngược pha này cho phép diode hoạt động giống như một bộ dao động và một bộ khuếch đại. Dòng điện trong diode này tăng lên qua điện áp một chiều. Tại một điểm cuối cụ thể, dòng điện sẽ bắt đầu giảm, vì vậy đây được gọi là điểm đỉnh hoặc điểm ngưỡng. Khi vượt qua ngưỡng ngưỡng thì dòng điện sẽ bắt đầu giảm để tạo ra một vùng điện trở âm bên trong diode. ModeLSA Oscillation Mode Chế độ dao động mạchas Chế độ dao độngunn Chế độ dao độngunn có thể được xác định trong khu vực bất cứ nơi nào tổng tần số có thể được nhân với độ dài 107 cm / s. Tổng doping có thể được nhân lên thông qua chiều dài cao hơn 1012 / cm2. Trong vùng này, diode không ổn định do sự hình thành tuần hoàn của miền trường cao và lớp tích tụ. Độ dài sản phẩm pha tạp trong khoảng thời gian từ 107 & 1011 / cm1012. Chế độ dao động LSA Loại chế độ này có thể được xác định trong khu vực mà tổng thời gian độ dài tần số là 2 cm / s & thương số pha tạp có thể được chia cho tần số là phạm vi từ 107 × 2 & 104 × 2. Chế độ dao động mạch Bias Loại chế độ này xảy ra đơn giản khi có dao động LSA hoặc Gunn diễn ra. Nói chung, nó là khu vực mà sản phẩm độ dài thời gian của tần số xuất hiện trong hình này rất nhỏ. Khi xu hướng của một diode số lượng lớn được thực hiện đến ngưỡng thì dòng điện trung bình giảm đột ngột khi bắt đầu dao động của Gunn. Ứng dụng của sơ đồ điốt Gunn cho thấy một vùng điện trở âm. Điện trở âm thông qua điện dung và độ tự cảm của dây dẫn có thể tạo ra dao động.Mạch dao động diode Gunn Trong hầu hết các trường hợp, loại dao động thư giãn sẽ bao gồm biên độ lớn sẽ làm hỏng diode. Vì vậy, một tụ điện lớn được sử dụng trên diode để tránh sự cố này. Đặc tính này chủ yếu được sử dụng để thiết kế bộ tạo dao động ở các tần số cao hơn dải tần từ GHz đến THz. Ở đây, tần số có thể được kiểm soát bằng cách thêm một bộ cộng hưởng. Trong mạch trên, mạch gộp tương đương là một ống dẫn sóng hoặc đường truyền đồng trục, ở đây, các điốt GaAs Gunn có thể hoạt động trong phạm vi từ 10 GHz - 200 GHz ở công suất 5 MW - 65 MW. Các điốt này cũng có thể được sử dụng làm bộ khuếch đại. -tỉ lệ tín hiệu (NSR) vì nó được bảo vệ khỏi sự phiền nhiễu của tiếng ồn. Hiệu suất thấp dưới 10GHz Bật điện áp của thiết bị này cao Tiếng ồn FM cao cho các ứng dụng cụ thể Phạm vi điều chỉnh cao Các ứng dụng Các ứng dụng của diode Gunn bao gồm những điều sau đây. Chúng được sử dụng trong quân sự, nguồn radar thương mại & liên lạc vô tuyến. Diode này được sử dụng trong gen diode Gunn xung Trong vi điện tử, các điốt này được sử dụng như một thiết bị điều khiển nhanh chóng để điều chế chùm tia laze, được sử dụng trong các radar cảnh sát. & an toàn cho người đi bộ, v.v. Nó được sử dụng trong radar doppler sóng không ngừng Nó được sử dụng rộng rãi trong các máy phát liên kết dữ liệu rơle vi sóng Nó được sử dụng trong các bộ tạo dao động điện tử để tạo ra các tần số vi sóng. Các loại điốt này còn được gọi là TED (Thiết bị Điện tử Truyền tải). Nói chung, chúng được sử dụng cho các dao động tần số cao. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, Gunn Effect là gì?

Để lại lời nhắn 

Danh sách tin nhắn