Шта је Гуннова диода: конструкција и њен рад

У полупроводничким материјалима ГаАс, електрони су присутни у два стања, попут мале масе велике брзине и мале масе велике брзине. Захтевом одговарајућег електричног поља, електрони су приморани да пређу из стања мале масе у стање велике масе. U ovom specifičnom stanju, elektroni mogu da formiraju grupu i kreću se konstantnom brzinom koja može izazvati struju u nizu impulsa. Dakle, ovo je poznato kao Gunov efekat koji koriste Gunove diode. Ove diode su najbolji i najčešće dostupni uređaji iz TED porodice (uređaji sa transferom elektrona). Ovi tipovi dioda se koriste kao pretvarači jednosmerne struje u mikrotalasne sa karakteristikama negativnog otpora masovnog GaAs (galijum arsenida) i potrebno im je tipično, stabilno napajanje naponom, manja impedansa tako da se kompleksna kola mogu eliminisati. Ovaj članak govori o pregledu Gunove diode. Šta je Gunova dioda? Gunova dioda je napravljena od N-tipa poluprovodnika jer se sastoji od većine nosilaca naelektrisanja poput elektrona. Ova dioda koristi svojstvo negativnog otpora za proizvodnju struje na visokim frekvencijama. Ова диода се углавном користи за производњу микроталасних сигнала око 1 ГХз и РФ фреквенција око 100 ГХз. Гуннове диоде су познате и као ТЕД (преносни електронски уређаји). Иако је диода, уређаји немају ПН-спој, али укључују ефекат који се назива Гуннов ефекат. Gunova dioda. Ovaj efekat je nazvan na osnovu pronalazača, po imenu JB Gunn. Ове диоде су врло једноставне за употребу, творе јефтину технику за генерирање микровалних РФ сигнала, често се постављају у валовод како би се створила лака резонантна шупљина. Симбол Гуннове диоде приказан је испод.Simbol konstrukcija Gunn diode Izrada Gunove diode može se obaviti sa poluprovodnikom N-tipa. Materijali koji se najčešće koriste su GaAs (galijum arsenid) i InP (indijum fosfid), a korišćeni su i drugi materijali poput Ge, ZnSe, InAs, CdTe, InSb. Neophodno je koristiti materijal n-tipa jer efekat preneseni elektron je jednostavno prikladan za elektrone, a ne za rupe koje se nalaze u materijalu p-tipa. U ovom uređaju postoje 3 glavna regiona koji se zovu gornja, donja i srednja područja.Konstrukcija Opšti metod za proizvodnju ove diode je rast i epitaksijalni sloj na degenerisanoj n+ podlozi. Debljina aktivnog sloja se kreće od nekoliko mikrona do 100 mikrona, a nivo dopinga ovog sloja se kreće od 1014cm-3 do 1016cm-3. Ali ovaj nivo dopinga je značajno nizak koji se koristi za gornji i donji deo uređaja. Na osnovu potrebne frekvencije, debljina će se promeniti. Nanošenje n+ sloja može se izvršiti epitaksijalno, inače dopirano kroz implantaciju jona. Obe oblasti ovog uređaja kao što su gornji i donji deo su duboko dopirane da bi se obezbedio n+ materijala. Ovo daje neophodne oblasti visoke provodljivosti koje su potrebne za povezivanje prema uređaju. Generalno, ovi uređaji se postavljaju na provodni nosač na koji se vrši veza žice. Ova podrška takođe može da funkcioniše kao hladnjak koji je opasan za uklanjanje toplote. Druga terminalna veza diode može se napraviti preko zlatne veze koja se nanosi na površinu vrha. Ovde je zlatna veza neophodna zbog svoje visoke provodljivosti i relativne stabilnosti. Tokom proizvodnje, materijalni uređaj treba da bude bez kvarova i da takođe uključuje izuzetno konzistentan opseg dopinga. Rad Gunn diode Princip rada Gunn diode uglavnom zavisi od Gunnovog efekta. U nekim materijalima kao što su InP i GaAs, kada se postigne granični nivo kroz električno polje unutar materijala, mobilnost elektrona će se istovremeno smanjiti. Kada se električno polje pojača onda će se stvoriti negativan otpor. Kada intenzitet električnog polja za GaAs materijal dostigne svoju značajnu vrednost na negativnoj elektrodi, tada se može formirati oblast niske pokretljivosti elektrona. Ovaj region se kreće kroz prosečnu brzinu elektrona do +Ve elektrode. Gunova dioda uključuje region negativnog otpora na svojim CV karakteristikama. Kada se značajna vrednost postigne kroz negativnu GaAs elektrodu, tada će postojati region kroz pokretljivost niskih elektrona. Nakon toga će se prebaciti na pozitivnu elektrodu. Jednom kada se susretne sa domenom jakog električnog polja kroz pozitivnu elektrodu na negativnoj elektrodi, tada će početi da se ponovo stvara ciklični tip regiona za manju pokretljivost elektrona, kao i visoko električno polje. Ciklična priroda ovog incidenta proizvodi oscilacije sa frekvencijama od 100 GHz. Kada ova vrednost pređe, oscilacije će početi brzo da nestaju. Karakteristike Karakteristike Gunn diode pokazuju negativnu oblast otpora na njenoj VI karakterističnoj krivoj prikazanoj ispod. Dakle, ovaj region omogućava diodi da pojača signale, tako da se može koristiti u oscilatorima i pojačavačima. Ali, najčešće se koriste oscilatori Gunn diode.Karakteristike Gun diode Ovde, oblast negativnog otpora u Gunovoj diodi nije ništa drugo nego kada se tok struje poveća, onda napon opada. Ova reverzna faza omogućava diodi da radi kao oscilator i pojačalo. Проток струје у овој диоди се повећава кроз ДЦ напон. На одређеном крају, проток струје ће почети да се смањује, па се то назива вршна тачка или гранична тачка. Kada se granična tačka pređe, tok struje će početi da se smanjuje kako bi se stvorio region negativnog otpora unutar diode. Režimi rada Gunn diode Rad Gunn diode može se obaviti u četiri režima koji uključuju sljedeće. Gunn oscilacijski režim Stabilno pojačanje МодеЛСА Осцилатион МодеБиас Цирцуит Осциллатион МодеГунн Осциллатион МодеГунн режим осциловања може се дефинисати у области где год се збир фреквенција може помножити са 107 цм/с дужинама. Збир допинга се може помножити са дужином већом од 1012/цм2. U ovom regionu, dioda nije stabilna zbog formiranja cikličkog domena visokog polja i sloja akumulacije. Stabilni režim pojačanja Ova vrsta režima se može definisati u oblasti gde god je zbir dužine frekvencije 107 cm/sek i дужина допинг производа за временске опсеге од 1011 & 1012/цм2.ЛСА режим осциловања Ова врста режима може се дефинисати у области у којој је збир времена дужине фреквенције 107 цм/с, а количник допинга се може поделити кроз опсеге учесталости. од 2 × 104 и 2 × 105. Режим осцилације круга Ова врста режима се дешава једноставно када дође до ЛСА или Гуннове осцилације. Уопштено говорећи, то је подручје где је временски производ фреквенције веома мали да би се појавио унутар слике. Када се подешавање расуте диоде изврши до прага, тада просечна струја нагло опада када почне осцилација Гунна. Круг осцилатора диоде Гунн Схема кола осцилатора Гунн диоде приказана је испод. Примена Гунн диодног дијаграма показује подручје негативног отпора. Негативни отпор због залуталог капацитета и индуктивности електроде може довести до осцилација.Гуннов диодни осцилаторни круг У већини случајева, релаксационе осцилације ће укључивати огромну амплитуду која ће оштетити диоду. Тако се преко диоде користи велики кондензатор како би се избјегао овај квар. Ова карактеристика се углавном користи за пројектовање осцилатора на горњим фреквенцијама у распону од ГХз до ТХз опсега. Овде се фреквенција може контролисати додавањем резонатора. У горе наведеном колу, еквивалент лумплед кола је таласовод или коаксијална далеководна линија. Овде су ГаАс Гунн диоде доступне за рад у опсегу од 10 ГХз - 200 ГХз при снази од 5 МВ - 65 МВ. Ове диоде се могу користити и као појачала. Предности Предности Гуннове диоде укључују следеће. Ова диода је доступна у малим димензијама и преносиваУчињена цена ове диоде је мања На високим фреквенцијама, ова диода је стабилна и поузданаОна поседује побољшани шум -odnos signala (NSR) jer je zaštićen od smetnji smetnji.Uključuje visok propusni opseg.NedostaciNedostaci Gunn diode uključuju sljedeće.Temperaturna stabilnost ove diode je lošaRadna struja ovog uređaja, tako da je rasipanje snage veliko.Gunnova dioda efikasnost je niska ispod 10 GHz. Uključite napon ovog uređaja visok FM šum je visok za specifične aplikacije. Opseg podešavanja je visok. Aplikacije Primene Gunn diode uključuju sledeće. Ove diode se koriste kao oscilatori i pojačala. Koristi se u mikroelektronici kao što je kontrolna oprema .Ove se koriste u vojnim, komercijalnim radarskim izvorima i radio komunikaciji.Ova dioda se koristi u pulsirajućem genu Gunn diode ratori. U mikroelektronici, ove diode se koriste kao uređaji za brzo upravljanje za modulaciju laserskog zraka. Koriste se u policijskim radarima. Ove diode su primenljive u tahometrima. Koriste se kao izvori pumpe u okviru parametarskih pojačivača Koriste se u senzorima za detekciju različitih sistema kao što su otvaranje vrata, otkrivanje prolaska i bezbednost pešaka, itd. Koristi se u non-stop talasnim doplerovim radarima. Široko se koristi u predajnicima mikrotalasne relejne veze podataka. Koristi se u elektronskim oscilatorima za generisanje mikrotalasnih frekvencija. Dakle, ovo je sve o pregledu Gunn diode i njenog rada. Ове врсте диода се називају и ТЕД (Трансферред Елецтрониц Девице). Уопштено, они се користе за високофреквентне осцилације. Evo pitanja za vas, šta je Gun efekat?

Остави поруку 

Листа порука