Шта је ИМПАТТ диода: конструкција и њен рад

Koncept IMPATT diode je zapravo izumeo Vilijam Šokli 1954. godine. Dakle, proširio je ideju za stvaranje negativnog otpora uz pomoć mehanizma kao što je kašnjenje u tranzitu. Предложио је технику убризгавања носача набоја унутар ПН споја према напријед и објавио је своју мисао у Техничком часопису Белл Системс 1954. године под насловом "Негативни отпор који настаје из транзитног времена унутар полуводичких диода. Надаље, приједлог није био produžen do 1958. godine kada je Bell Laboratories implementirao njegovu P+ NI N+ diodnu strukturu i nakon toga se zove Read dioda. Nakon toga, 1958. godine, objavljen je tehnički časopis sa naslovom „predložena visokofrekventna dioda negativnog otpora“. Godine 1965. napravljena je prva praktična dioda i uočene su prve oscilacije. Dioda koja se koristi za ovu demonstraciju je konstruisana od silicijuma sa P+N strukturom. Касније је рад диоде за читање верификован и након тога је 1966. демонстрирана ПИН диода за рад. Šta je IMPATT dioda? Pun oblik IMPATT diode je IMPatt jonizacija Lavina tranzitnog vremena. Ovo je dioda izuzetno velike snage koja se koristi u mikrotalasnim aplikacijama. Уопштено, користи се као појачало и осцилатор на микроталасним фреквенцијама. Opseg radne frekvencije IMPATT diode kreće se od 3 – 100 GHz. Generalno, ova dioda generiše negativne karakteristike otpora tako da radi kao oscilator na mikrotalasnim frekvencijama za generisanje signala. Ovo je uglavnom zbog efekta tranzitnog vremena i efekta lavine udarne jonizacije. Класификација ИМПАТТ диода може се извршити према два типа, и то појединачно и двоструко. Pojedinačni drift uređaji su P+NN+, P+NIN+, N+PIP+, N+PP+. Kada uzmemo u obzir P+NN+ uređaj, P+N spoj je povezan u obrnutom pristrasnosti, a zatim izaziva lavinski slom koji uzrokuje region od P+ za ubrizgavanje u NN+ brzinom zasićenja. Ali rupe ubrizgane iz regiona NN+ ne pomeraju se što se naziva pojedinačnim drift uređajima. Najbolji primer uređaja sa dvostrukim pomakom je P+PNN+. Kod ove vrste uređaja, kad god je PN-spoj pristrasan blizu lavinskog sloma, onda se drift elektrona može izvršiti kroz NN+ region, dok rupe pomeraju kroz PP+ region koji je poznat kao uređaji sa dvostrukim pomeranjem. KarakteristikeGlavne karakteristike ИМПАТТ диода укључује следеће. Радне фреквенције се крећу од 3ГХз до 100ГХ Принцип рада ИМПАТТ диоде је лавинско умножавање Излазна снага је 1в ЦВ & више од 400ватт пулсира Ефикасност је 3% ЦВ & 60% пулсира испод 1ГХзМоћнија у поређењу са ГУНН диодом Слика буке је Konstrukcija i rad 30dbIMPATT diode Konstrukcija IMPATT diode je prikazana ispod. Ova dioda uključuje četiri regiona poput P+-NI-N+. Struktura i PIN diode i IMPATT-a je ista, ali radi na izuzetno visokom naponskom gradijentu od približno 400KV/cm da bi stvorio lavinu struju. Obično se za njegovu konstrukciju uglavnom koriste različiti materijali kao što su Si, GaAs, InP ili Ge. Konstrukcija IMPATT diode U poređenju sa normalnom diodom, ova dioda koristi nešto drugačiju strukturu jer; normalna dioda će se pokvariti u stanju lavine. Kako ogromna količina trenutne proizvodnje uzrokuje stvaranje toplote u njoj. Dakle, na mikrotalasnim frekvencijama, odstupanje u strukturi se uglavnom koristi za generisanje RF signala. Генерално, ова диода се користи у микроталасним генераторима. Овде се ИМПАТТ диоди даје истосмерно напајање за генерисање излаза који осцилира када се у оквиру кола користи одговарајуће подешено коло. Излаз ИМПАТТ кола је конзистентан и релативно висок у поређењу са другим микроталасним диодама. Ali takođe proizvodi veliki opseg faznog šuma, što znači da se koristi u jednostavnim predajnicima češće nego u lokalnim oscilatorima unutar prijemnika gde god su performanse faznog šuma obično značajnije. Ova dioda radi sa prilično visokim naponom poput 70 volti ili više. Ова диода може ограничити апликације кроз фазни шум. Ipak, ove diode su uglavnom atraktivne alternative za mikrotalasne diode za nekoliko regiona. IMPATT dioda Circuit Application IMPATT dioda je prikazana u nastavku. Generalno, ova vrsta dioda se uglavnom koristi na frekvencijama iznad 3 GHz. Primećuje se da kad god je podešeno kolo dato sa naponom u oblasti probojnog napona prema IMPATT-u, tada će doći do oscilovanja. U poređenju sa drugim diodama, ova dioda koristi negativan otpor i ova dioda je sposobna da generiše veliki opseg snaga obično deset vati ili više u zavisnosti od uređaja. Rad ove diode može se obaviti iz napajanja pomoću otpornika za ograničavanje struje. Ova vrednost ograničava protok struje na potrebnu vrednost. Struja se dovodi kroz RF prigušnicu da bi se odvojila jednosmerna struja od RF signala. IMPATT diodno kolo IMPATT mikrotalasna dioda je raspoređena izvan podešenog kola, ali obično ova dioda može biti raspoređena unutar talasovodne šupljine koja daje potrebno podešeno kolo. Kada se dobije napon, kolo će se zaljuljati. Glavni nedostatak IMPATT diode je njen rad jer generiše veliki opseg faznog šuma usled mehanizma lavinskog sloma. Ovi uređaji koriste tehnologiju galijum arsenida (GaAs) koja je mnogo bolja u poređenju sa silicijumom. Ovo je rezultat veoma bržih koeficijenata jonizacije za nosioce naelektrisanja. Razlika između IMPATT i Trapatt diode Glavna razlika između IMPATT i Trapatt diode na osnovu različitih specifikacija je objašnjena u nastavku. % u impulsnom režimu i 0.5% u CWPulsnom režimu je 100 – 1% Izlazna snaga10W(CW) 1W(Pulsirano)Iznad 10WNoise Slika60dB3dBBOsnovni poluprovodniciSi, InP, Ge, GaAsSiConstructionN+PIPN+ Reverse bias PJNN+ reverzno PN JunctionHarmonicsLowStrongRuggednessYesYesSizeTinyTinyApplicationOscilator, AmplifierOscillatorIMPATT diode KarakteristikeKarakteristike IMPATT diode uključuju sledeće.Ona radi u uslovima obrnutog prednapona.Materijali koji se koriste za proizvodnju ovih dioda su InP, Si i GaA otporni efekti, jer su otpornost i otpornost I generišu negativnu oblast lavina takođe l kao tranzitno vreme. U poređenju sa Gunn diodama, one takođe obezbeđuju veliku o/p snagu i šum, pa se koriste u prijemnicima za lokalne oscilatore. Fazna razlika između struje i napona je 20 stepeni. Ovde je kašnjenje faze sa 90 stepeni uglavnom zbog efekta lavine, dok je preostali ugao zbog tranzitnog vremena. Oni se uglavnom koriste tamo gde je potrebna velika izlazna snaga poput oscilatora i pojačala. Izlazna snaga koju obezbeđuje ova dioda je u opsegu od milimetara -таласна фреквенција. На мањим фреквенцијама излазна снага је обрнуто пропорционална фреквенцијама, док је на високим фреквенцијама обрнуто пропорционална квадрату фреквенције. Предности Предности ИМПАТТ диоде укључују сљедеће. Даје висок радни распон. Njegova veličina je mala. One su ekonomične. Na visokoj temperaturi daje pouzdan rad. U poređenju sa drugim diodama, uključuje mogućnosti velike snage. Kad god se koristi kao pojačalo, onda radi kao uređaj uskog opsega. Ove diode se koriste kao odlični mikrotalasni generatori. Za sistem mikrotalasnog prenosa, ova dioda može da generiše noseći signal. Nedostaci Nedostaci IMPATT diode uključuju sledeće. Daje manji opseg podešavanja. Daje visoku osetljivost na različite uslove rada. U regionu lavine, brzina generisanja para elektron-rupa može izazvati veliku generisanje buke. Za radne uslove, on je osetljiv. Ako se ne uzme, može se oštetiti zbog ogromne elektronske reaktanse. U poređenju sa TRAPATT-om, pruža manju efikasnost. Opseg podešavanja IMPATT diode nije dobar kao Gunn dioda. Generiše lažni šum kroz veće opsege u poređenju sa Gunn & klistron diodama .Aplikacije Primene IMPATT dioda uključuju sledeće.Ovi tipovi dioda se koriste kao mikrotalasni oscilatori unutar modulisanih izlaznih oscilatora i mikrotalasnih generatora.One se koriste u radarima sa kontinualnim talasima, elektronskim protivmerama i mikrotalasnim vezama.Ove se koriste za pojačanje kroz negativan otpor .Ove diode se koriste u parametarskim pojačavačima, mikrotalasnim oscilatorima, mikrotalasnim generatorima. Takođe se koristi u telekomunikacionim predajnicima, protivprovalnim alarmnim sistemima i prijemnicima. Modulisani izlazni oscilatorCW Dopler radarski predajnik Mikrovalni generator Predajnici FM telekomunikacionih prijemnika LO Intrusion Alarm NetworkParametric Amplifier Dakle, ovo je sve o pregledu IMPATT dioda i njihove primene, rada, razlika. Ovi poluprovodnički uređaji se koriste za generisanje mikrotalasnih signala velike snage u opsegu frekvencija od 3 GHz do 100 GHz. Ove diode su primenljive na manje alarme i radarske sisteme.

Остави поруку 

Листа порука