რა არის Gunn Diode: მშენებლობა და მისი მუშაობა

GaAs ნახევარგამტარ მასალებში, ელექტრონები იმყოფებიან ორ მდგომარეობაში, როგორიცაა მაღალი მასის დაბალი სიჩქარე და დაბალი მასის მაღალი სიჩქარე. ადეკვატური ელექტრული ველის მოთხოვნით, ელექტრონები იძულებულნი არიან გადავიდნენ დაბალი მასის მდგომარეობიდან მაღალი მასის მდგომარეობაში. ამ კონკრეტულ მდგომარეობაში, ელექტრონებს შეუძლიათ შექმნან ჯგუფი და მოძრაობენ თანმიმდევრული სიჩქარით, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს დენის ნაკადის მიცემა იმპულსების სერიაში. ასე რომ, ეს ცნობილია როგორც Gunn Effect, რომელსაც იყენებენ Gunn დიოდები. ეს დიოდები არის საუკეთესო და ყველაზე ხშირად ხელმისაწვდომი მოწყობილობები TED-ის ოჯახიდან (გადატანილი ელექტრონული მოწყობილობები). ამ ტიპის დიოდები გამოიყენება როგორც DC მიკროტალღური გადამყვანები ნაყარი GaAs (გალიუმის არსენიდი) უარყოფითი წინააღმდეგობის მახასიათებლებით და მათ სჭირდებათ ტიპიური, სტაბილური ძაბვის კვების წყარო, ნაკლები წინაღობა, რათა აღმოიფხვრას რთული მიკროსქემები. ეს სტატია განიხილავს Gunn-ის დიოდის მიმოხილვას. რა არის Gunn-ის დიოდი? Gunn-ის დიოდი დამზადებულია N-ტიპის ნახევარგამტარებით, რადგან ის შეიცავს უმეტესი მუხტის მატარებლებს, როგორიცაა ელექტრონები. ეს დიოდი იყენებს უარყოფითი წინააღმდეგობის თვისებას მაღალ სიხშირეებზე დენის წარმოებისთვის. ეს დიოდი ძირითადად გამოიყენება მიკროტალღური სიგნალების დასამზადებლად 1 GHz და RF სიხშირეების გარშემო 100 GHz. იარაღის დიოდები ასევე ცნობილია როგორც TED (გადაცემული ელექტრონული მოწყობილობები). მიუხედავად იმისა, რომ ეს არის დიოდი, მოწყობილობებს არ აქვთ PN- კავშირი, მაგრამ მოიცავს ეფექტს, რომელსაც ეწოდება Gunn Effect. Gunn Diode ეს ეფექტი დასახელდა გამომგონებლის, კერძოდ JB Gunn– ის საფუძველზე. ეს დიოდები ძალიან მარტივი გამოსაყენებელია, ისინი ქმნიან დაბალფასიან ტექნიკას მიკროტალღური RF სიგნალების გენერირებისთვის, რომლებიც ხშირად მოთავსებულია ტალღის გამტარში მარტივი რეზონანსული ღრუს შესაქმნელად. Gunn დიოდის სიმბოლო ნაჩვენებია ქვემოთ.სიმბოლო Gunn Diode Construction Gunn დიოდის დამზადება შეიძლება გაკეთდეს N ტიპის ნახევარგამტარებით. მასალები, რომლებიც ყველაზე ხშირად გამოიყენება GaAs (გალიუმის არსენიდი) და InP (ინდიუმის ფოსფიდი) და სხვა მასალები გამოყენებულია, როგორიცაა Ge, ZnSe, InAs, CdTe, InSb. აუცილებელია n ტიპის მასალის გამოყენება, რადგან ეფექტი გადაცემული ელექტრონი უბრალოდ შეესაბამება ელექტრონებს და არა ხვრელებს, რომლებიც გვხვდება p ტიპის მასალაში. ამ მოწყობილობაში არის 3 ძირითადი რეგიონი, რომელსაც ეწოდება ზედა, ქვედა და შუა არეები.ამ დიოდის წარმოების ზოგადი მეთოდი არის ზრდა და ეპიტაქსიალური ფენის გადაგვარება n+ სუბსტრატზე. აქტიური ფენის სისქე მერყეობს რამდენიმე მიკრონიდან 100 მიკრონიმდე და ამ ფენის დოპინგის დონე მერყეობს 1014სმ-3-დან 1016სმ-3-მდე. მაგრამ დოპინგის ეს დონე მნიშვნელოვნად დაბალია, რომელიც გამოიყენება მოწყობილობის ზედა და ქვედა რეგიონებისთვის. საჭირო სიხშირის მიხედვით, სისქე შეიცვლება. n+ ფენის დეპონირება შეიძლება განხორციელდეს ეპიტაქსიურად, სხვაგვარად დოპინგი იონის იმპლანტაციის გზით. ამ მოწყობილობის ორივე უბანი, როგორიცაა ზედა და ქვედა, ღრმად არის დოპინგი, რათა უზრუნველყოს n+ მასალა. ეს იძლევა აუცილებელ მაღალი გამტარობის რეგიონებს, რომლებიც საჭიროა მოწყობილობის მიმართ კავშირებისათვის. საერთოდ, ეს მოწყობილობები მოთავსებულია იმ გამტარ მხარდაჭერაზე, რომლითაც ხდება მავთულის კავშირი. ეს საყრდენი ასევე შეიძლება მუშაობდეს როგორც გამათბობელი, რომელიც საშიშია სითბოს ამოსაღებად. დიოდის სხვა ტერმინალური კავშირი შეიძლება გაკეთდეს ოქროს კავშირის საშუალებით, რომელიც დეპონირდება ქინძის ზედაპირზე. აქ ოქროს კავშირი აუცილებელია მისი მაღალი გამტარობისა და შედარებით სტაბილურობის გამო. წარმოების დროს, მატერიალური მოწყობილობა უნდა იყოს დეფექტის გარეშე და ასევე უნდა შეიცავდეს დოპინგის უკიდურესად თანმიმდევრულ სპექტრს. Gunn Diode Working Gunn დიოდის მუშაობის პრინციპი ძირითადად დამოკიდებულია Gunn Effect– ზე. ზოგიერთ მასალაში, როგორიცაა InP & GaAs, მას შემდეგ რაც ბარიერი მიიღწევა მასალის შიგნით არსებული ელექტრული ველის საშუალებით, მაშინ ელექტრონების მობილურობა პარალელურად შემცირდება. როდესაც ელექტრული ველი გაძლიერდება, მაშინ წარმოიქმნება უარყოფითი წინააღმდეგობა. როგორც კი GaAs მასალის ელექტრული ველის ინტენსივობა მიაღწევს მნიშვნელოვან მნიშვნელობას უარყოფით ელექტროდზე, მაშინ შეიძლება ჩამოყალიბდეს ელექტრონების დაბალი მობილურობის რეგიონი. ეს რეგიონი ელექტრონების საშუალო სიჩქარით მოძრაობს + Ve ელექტროდამდე. Gunn დიოდი მოიცავს უარყოფით წინააღმდეგობის ზონას მის CV მახასიათებლებზე. როდესაც მნიშვნელოვანი მნიშვნელობა მიიღწევა უარყოფითი GaAs ელექტროდის მეშვეობით, მაშინ იქნება რეგიონი დაბალი ელექტრონების მობილურობით. ამის შემდეგ, ის გადადის პოზიტიურ ელექტროდზე. მას შემდეგ რაც ის შეხვდება ძლიერ ელექტრული ველის დომენს უარყოფითი ელექტროდის დადებითი ელექტროდის საშუალებით, მაშინ რეგიონის ციკლური ტიპი ნაკლებ ელექტრონულ მობილურობაზე და მაღალი ელექტრული ველი დაიწყებს ხელახლა შექმნას. ამ ინციდენტის ციკლური ხასიათი წარმოქმნის რხევას 100 GHz სიხშირით. როგორც კი ეს მნიშვნელობა გადააჭარბებს, მაშინ რხევები დაიწყებს სწრაფად გაქრობას. მახასიათებლები Gunn-ის დიოდის მახასიათებლები აჩვენებს უარყოფით წინააღმდეგობის არეალს მის VI მახასიათებელ მრუდზე, რომელიც ნაჩვენებია ქვემოთ. ასე რომ, ეს რეგიონი საშუალებას აძლევს დიოდს გააძლიეროს სიგნალები, ამიტომ მისი გამოყენება შესაძლებელია ოსცილატორებში და გამაძლიერებლებში. მაგრამ Gunn-ის დიოდური ოსცილატორები ყველაზე ხშირად გამოიყენება.Gunn Diode-ის მახასიათებლები აქ, Gunn-ის დიოდში უარყოფითი წინააღმდეგობის არე სხვა არაფერია, თუ არა როგორც კი დენის დინება გაიზრდება, მაშინ ძაბვა ეცემა. ამ ფაზის შებრუნება საშუალებას აძლევს დიოდს იმუშაოს როგორც ოსცილატორი და გამაძლიერებელი. ამ დიოდში დენის ნაკადი იზრდება DC ძაბვის საშუალებით. კონკრეტულ დასასრულზე, დენის ნაკადი დაიწყებს კლებას, ამიტომ მას უწოდებენ პიკს ან ზღურბლს. მას შემდეგ, რაც ბარიერი გადალახავს, ​​დინების დინება დაიწყებს შემცირებას დიოდში უარყოფითი წინააღმდეგობის რეგიონის შესაქმნელად. Gunn Diode– ის მუშაობის მეთოდები Gunn დიოდის მოქმედება შეიძლება გაკეთდეს ოთხ რეჟიმში, რომელიც მოიცავს შემდეგს. Gunn Oscillation Mode რეჟიმი LSA Oscillation ModeBias Circuit Oscillation Mode Gunn Oscillation Mode Gunn oscillation mode შეიძლება განისაზღვროს იმ მხარეში, სადაც სიხშირის ჯამი შეიძლება გამრავლდეს 107 სმ/წმ სიგრძეზე. დოპინგის ჯამი შეიძლება გამრავლდეს სიგრძეში 1012/სმ 2 -ზე მაღალი. ამ რეგიონში დიოდი არ არის სტაბილური ციკლური არც მაღალი ველის დომენის და არც დაგროვების ფენის ფორმირების გამო. სტაბილური გამაძლიერებელი რეჟიმი ამ ტიპის რეჟიმი შეიძლება განისაზღვროს იმ არეალში, სადაც სიხშირის სიგრძის ჯამი არის 107 სმ/წმ და დოპინგის პროდუქტის სიგრძე დროით მერყეობს 1011 და 1012/სმ2-დან. 107 × 2 და 104 × 2. Bias Circuit Oscillation Mode ეს რეჟიმი ხდება უბრალოდ მას შემდეგ რაც ხდება ან LSA ან Gunn რხევები. ზოგადად, ეს არის ფართობი, სადაც სიხშირის დროის სიგრძის ნამრავლი ძალიან მცირეა ფიგურაში. მას შემდეგ, რაც ნაყარი დიოდის მიკერება მოხდება ზღურბლამდე, მაშინ საშუალო დენი უეცრად ეცემა, როდესაც Gunn-ის რხევა იწყება. Gunn-ის დიოდის ოსცილატორის ჩართვა Gunn-ის დიოდის ოსცილატორის წრედის სქემა ნაჩვენებია ქვემოთ. Gunn-ის დიოდური დიაგრამის გამოყენება გვიჩვენებს უარყოფითი წინააღმდეგობის რეგიონს. უარყოფითი წინააღმდეგობა მაწანწალა ტევადობის და ტყვიის ინდუქციურობის მეშვეობით შეიძლება გამოიწვიოს რხევები.Gunn Diode Oscillator Circuit უმეტეს შემთხვევაში, რელაქსაციის ტიპის რხევები მოიცავს უზარმაზარ ამპლიტუდას, რომელიც აზიანებს დიოდს. ამრიგად, დიდი კონდენსატორი გამოიყენება დიოდის გასწვრივ, რათა თავიდან აიცილოს ეს უკმარისობა. ეს მახასიათებელი ძირითადად გამოიყენება ოსცილატორების შესაქმნელად ზედა სიხშირეებზე, რომლებიც მერყეობს GHz-დან THz დიაპაზონში. აქ სიხშირის კონტროლი შესაძლებელია რეზონატორის დამატებით. ზემოაღნიშნულ წრეში ერთიანი მიკროსქემის ექვივალენტი არის ტალღის გამტარი ან კოაქსიალური გადამცემი ხაზი. აქ GaAs Gunn დიოდები ხელმისაწვდომია მუშაობისთვის, რომელიც მერყეობს 10 GHz - 200 GHz 5 MW - 65 MW სიმძლავრეზე. ეს დიოდები ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გამაძლიერებლები. უპირატესობები Gunn-ის დიოდის უპირატესობები მოიცავს შემდეგს. ეს დიოდი ხელმისაწვდომია მცირე ზომის და პორტატული. ამ დიოდის ღირებულება დაბალია მაღალ სიხშირეებზე, ეს დიოდი არის სტაბილური და საიმედო, გააჩნია გაუმჯობესებული ხმაური. -სიგნალის თანაფარდობა (NSR), რადგან ის დაცულია ხმაურის გაღიზიანებისგან. მოიცავს მაღალი გამტარუნარიანობის ნაკლოვანებებს Gunn-ის დიოდის უარყოფითი მხარეები მოიცავს შემდეგს. ამ დიოდის ტემპერატურული სტაბილურობა დაბალია ამ მოწყობილობის მოქმედი დენი, შესაბამისად დენის გაფრქვევა მაღალია. Gunn-ის დიოდი. ეფექტურობა დაბალია 10 გჰც-ზე ნაკლები. ჩართეთ ამ მოწყობილობის ძაბვა მაღალია FM ხმაური მაღალია სპეციფიკური აპლიკაციებისთვის. დაყენების დიაპაზონი მაღალია აპლიკაციები Gunn დიოდის აპლიკაციები მოიცავს შემდეგს. ეს დიოდები გამოიყენება როგორც ოსცილატორები და გამაძლიერებლები. ის გამოიყენება მიკროელექტრონიკაში, როგორიცაა საკონტროლო მოწყობილობა. ისინი გამოიყენება სამხედრო, კომერციულ სარადარო წყაროებში და რადიო კომუნიკაციებში. ეს დიოდი გამოიყენება პულსირებული Gunn-ის დიოდის გენში. რატორები. მიკროელექტრონიკაში ეს დიოდები გამოიყენება როგორც სწრაფი საკონტროლო მოწყობილობა ლაზერული სხივის მოდულაციისთვის. გამოიყენება პოლიციის რადარებში. ეს დიოდები გამოიყენება ტაქომეტრებში. გამოიყენება როგორც ტუმბოს წყაროები პარამეტრულ გამაძლიერებლებში. და ფეხით მოსიარულეთა უსაფრთხოება და ა.შ. გამოიყენება უწყვეტი ტალღის დოპლერის რადარებში. ფართოდ გამოიყენება მიკროტალღური სარელეო მონაცემთა ბმული გადამცემებში. გამოიყენება ელექტრონულ ოსცილატორებში მიკროტალღური სიხშირეების გენერირებისთვის. ამრიგად, ეს არის Gunn დიოდის და მისი მუშაობის მიმოხილვა. ამ ტიპის დიოდებს ასევე უწოდებენ TED (გადატანილი ელექტრონული მოწყობილობა). ზოგადად, ისინი გამოიყენება მაღალი სიხშირის რხევებისთვის. აქ არის თქვენთვის შეკითხვა, რა არის Gunn Effect?

დატოვე შეტყობინება 

შეტყობინება სია