Apa itu Gunn Diode: Pembinaan & Pengerjaannya

Dalam bahan semikonduktor GaA, elektron terdapat dalam dua keadaan seperti halaju tinggi jisim tinggi & halaju tinggi jisim rendah. Dengan permintaan medan elektrik yang mencukupi, elektron terpaksa bergerak dari keadaan jisim rendah ke keadaan jisim tinggi. Pada keadaan spesifik ini, elektron dapat membentuk kumpulan & bergerak pada kadar yang konsisten yang boleh menyebabkan arus mengalir dalam satu siri denyutan. Jadi ini dikenali sebagai Gunn Effect yang digunakan oleh Gunn diodes. Diod ini adalah peranti terbaik dan paling kerap didapati dari keluarga TED (peranti elektron yang dipindahkan). Jenis diod ini digunakan seperti penukar DC ke gelombang mikro dengan ciri rintangan negatif GaA pukal (Gallium Arsenide) dan mereka memerlukan bekalan kuasa voltan biasa yang stabil, kurang impedans sehingga litar kompleks dapat dihilangkan. Artikel ini membincangkan gambaran keseluruhan dioda Gunn. Apa itu Dioda Gunn? Dioda Gunn dibuat dengan semikonduktor jenis-N kerana merangkumi pembawa cas majoriti seperti elektron. Diod ini menggunakan sifat rintangan negatif untuk menghasilkan arus pada frekuensi tinggi. Diod ini digunakan terutamanya untuk menghasilkan isyarat gelombang mikro sekitar 1 GHz & frekuensi RF sekitar 100 GHz. Dioda Gunn juga dikenali sebagai TED (peranti elektron yang dipindahkan). Walaupun dioda, peranti tidak mempunyai persimpangan PN tetapi merangkumi kesan yang disebut Gunn Effect. Gunn DiodeKesan ini dinamakan berdasarkan penemu iaitu JB Gunn. Diod ini sangat mudah digunakan, mereka membentuk teknik kos rendah untuk menghasilkan isyarat RF gelombang mikro, sering ditempatkan di pandu gelombang untuk membuat rongga resonan yang mudah. Simbol dioda Gunn ditunjukkan di bawah.Simbol Pembinaan Diod GunnFabrikasi dioda Gunn boleh dilakukan dengan semikonduktor jenis-N. Bahan yang paling kerap digunakan ialah GaAs (gallium Arsenide) & InP (Indium Phosphide) dan bahan lain telah digunakan seperti Ge, ZnSe, InAs, CdTe, InSb. Penting untuk menggunakan bahan jenis-n kerana kesan dari elektron yang dipindahkan hanya sesuai untuk elektron & bukan lubang yang terdapat dalam bahan jenis p. Dalam peranti ini, terdapat 3 wilayah utama yang disebut kawasan atas, bawah & tengah.Pembinaan Kaedah umum untuk menghasilkan diod ini adalah tumbuh & lapisan epitaxial pada substrat n + yang merosot. Ketebalan lapisan aktif berkisar antara beberapa mikron hingga 100 mikron dan tahap doping lapisan ini berkisar antara 1014cm-3 hingga 1016cm-3. Tetapi tahap doping ini sangat rendah yang digunakan untuk bahagian atas & bawah peranti. Berdasarkan frekuensi yang diperlukan, ketebalan akan berubah. Pemendapan lapisan n + dapat dilakukan secara epitaxial jika tidak dilakukan melalui implantasi ion. Kedua-dua bidang peranti ini seperti bahagian atas & bawah didoping secara mendalam untuk menyediakan bahan n +. Ini memberikan kawasan kekonduksian tinggi yang diperlukan yang diperlukan untuk sambungan ke peranti. Secara amnya, peranti ini diletakkan pada sokongan sokongan yang mana sambungan wayar dibuat. Sokongan ini juga boleh berfungsi seperti pendingin yang berbahaya untuk mengeluarkan haba. Sambungan terminal diod lain boleh dibuat melalui sambungan emas yang disimpan ke permukaan puncak. Di sini sambungan emas diperlukan kerana kekonduksian & kestabilan relatifnya yang tinggi. Semasa pembuatan, peranti material mestilah bebas dari kecacatan & juga merangkumi rangkaian doping yang sangat konsisten.Gunn Diode WorkingPrinsip kerja dioda Gunn bergantung terutamanya pada Gunn Effect. Dalam beberapa bahan seperti InP & GaAs, setelah tahap ambang dicapai melalui medan elektrik di dalam bahan, maka mobiliti elektron akan menurun secara serentak. Apabila medan elektrik meningkat maka rintangan negatif akan dihasilkan. Setelah intensiti medan elektrik untuk bahan GaAs mencapai nilai yang signifikan pada elektrod negatif, maka kawasan pergerakan elektron rendah dapat terbentuk. Kawasan ini bergerak melalui kelajuan elektron rata ke elektrod + Ve. Diod Gun merangkumi kawasan rintangan negatif pada ciri CVnya. Setelah nilai signifikan dicapai melalui elektrod GaAs negatif, maka akan ada wilayah melalui mobiliti elektron rendah. Selepas itu, ia akan beralih ke elektrod positif. Sebaik sahaja ia memenuhi domain medan elektrik yang kuat melalui elektrod positif pada elektrod negatif, maka jenis kawasan siklik untuk pergerakan elektron yang kurang serta medan elektrik yang tinggi akan mula dibuat semula. Sifat kitaran kejadian ini menghasilkan ayunan dengan frekuensi 100 GHz. Setelah nilai ini melebihi, maka ayunan akan mula hilang dengan cepat.Ciri-ciri Ciri-ciri dioda Gunn menunjukkan kawasan rintangan negatif pada keluk ciri VI yang ditunjukkan di bawah. Oleh itu wilayah ini membolehkan dioda untuk menguatkan isyarat, sehingga dapat digunakan dalam pengayun & penguat. Tetapi, pengayun dioda Gunn paling kerap digunakan.Di sini, kawasan rintangan negatif dalam dioda Gunn tidak lain hanyalah aliran arus meningkat maka voltan turun. Fasa terbalik ini membolehkan diod berfungsi seperti pengayun & penguat. Aliran arus dalam diod ini meningkat melalui voltan DC. Pada akhir tertentu, aliran arus akan mulai berkurang, jadi ini disebut titik puncak atau titik ambang. Setelah titik ambang dilintasi maka aliran arus akan mula berkurang untuk mewujudkan kawasan rintangan negatif dalam dioda. Kaedah Operasi Gunn Diode Pengoperasian dioda Gunn dapat dilakukan dalam empat mod yang merangkumi yang berikut. Mode Osilasi Gun ModeLSA Oscillation ModeBias Circuit Oscillation ModeGunn Oscillation ModeGunn oscillation mode boleh didefinisikan di kawasan di mana jumlah frekuensi dapat dikalikan dengan panjang 107 cm / s. Jumlah doping boleh dikalikan dengan panjang lebih tinggi daripada 1012 / cm2. Di rantau ini, diod tidak stabil kerana pembentukan siklik sama ada domain medan tinggi & lapisan akumulasi. Mod Amplifikasi MejaMod jenis ini dapat ditentukan di kawasan di mana jumlah frekuensi panjangnya 107cm / saat & panjang produk doping untuk julat waktu dari 1011 & 1012 / cm2. Mod Osilasi LSAMod jenis ini dapat ditentukan di kawasan di mana jumlah frekuensi panjang frekuensi adalah 107 cm / s & nisbah doping dapat dibahagikan melalui frekuensi adalah julat dari 2 × 104 & 2 × 105. Mod Osilasi Litar BiasMod jenis ini berlaku hanya apabila berlaku sama ada LSA atau ayunan Gunn. Secara amnya, ia adalah kawasan di mana frekuensi produk jangka masa sangat kecil untuk muncul dalam gambar. Setelah penentuan diod pukal dilakukan ke ambang maka arus rata-rata turun secara tiba-tiba apabila ayunan Gunn bermula. Litar Oscillator Gunn Diode Litar litar litar pengayun diod Gunn ditunjukkan di bawah. Aplikasi rajah dioda Gunn menunjukkan kawasan rintangan negatif. Rintangan negatif melalui kapasitansi sesat dan induktansi plumbum boleh menyebabkan ayunan.Gunn Diode Oscillator Circuit Dalam kebanyakan kes, jenis relaksasi berayun akan merangkumi amplitud besar yang akan merosakkan dioda. Jadi kapasitor besar digunakan di seluruh diod untuk mengelakkan kegagalan ini. Ciri ini terutama digunakan untuk merancang pengayun pada frekuensi atas yang berkisar dari pita GHz hingga THz. Di sini, frekuensi dapat dikawal dengan menambahkan resonator. Dalam litar di atas, setara litar lumped adalah pandu gelombang atau saluran transmisi sepaksi. Di sini, dioda GaAs Gunn dapat diakses untuk operasi yang berkisar antara 10 GHz - 200 GHz pada kuasa 5 MW - 65 MW. Diod ini juga boleh digunakan sebagai penguat. Kelebihan Dioda Gunn termasuk yang berikut -Signal ratio (NSR) kerana dilindungi dari gangguan kebisingan. Ia merangkumi lebar jalur tinggi Kelemahan Kelemahan dioda Gunn merangkumi yang berikut. Kestabilan suhu diod ini lemah. Arus operasi peranti ini, oleh itu pelesapan kuasa tinggi. Dioda Gunn kecekapan rendah di bawah 10GHz. Hidupkan voltan peranti ini tinggi Kebisingan FM tinggi untuk aplikasi tertentu Julat penalaan tinggi Aplikasi Aplikasi dioda Gunn merangkumi yang berikut. Diod ini digunakan sebagai pengayun & Penguat. Ia digunakan dalam mikroelektronik seperti peralatan kawalan . Ini digunakan dalam sumber ketenteraan, radar komersial & komunikasi radio. Diod ini digunakan dalam gen diod Gunn berdenyut rator. Dalam mikroelektronika, diod ini digunakan sebagai alat kawalan cepat untuk modulasi sinar laser. Digunakan dalam radar polis. Diod ini boleh digunakan dalam takometerIa digunakan sebagai sumber pam dalam penguat parametrikDigunakan dalam sensor untuk mengesan sistem yang berbeza seperti pembukaan pintu, pengesanan kesalahan & keselamatan pejalan kaki, dll. Ia digunakan dalam radar doppler gelombang tanpa henti. Ia digunakan secara meluas dalam pemancar pautan data geganti gelombang mikro. Ia digunakan dalam pengayun elektronik untuk menjana frekuensi gelombang mikro. Oleh itu, ini adalah mengenai gambaran keseluruhan dioda Gunn dan cara kerjanya. Jenis diod ini juga disebut TED (Peranti Elektronik yang Dipindahkan). Secara amnya, ini digunakan untuk ayunan frekuensi tinggi. Berikut adalah soalan untuk anda, apa itu Gunn Effect?

Tinggalkan pesanan 

Senarai mesej