Kas yra Gunn diodas: konstrukcija ir jos veikimas

GaAs puslaidininkinėse medžiagose elektronai yra dviejose būsenose, tokiose kaip didelės masės mažas greitis ir mažos masės didelis greitis. Dėl tinkamo elektrinio lauko poreikio elektronai yra priversti pereiti iš mažos masės būsenos į didelės masės būseną. Esant šiai konkrečiai būsenai, elektronai gali sudaryti grupę ir juda pastoviu greičiu, dėl kurio gali tekėti srovė impulsų serijoje. Taigi tai žinoma kaip „Gunn“ efektas, kurį naudoja „Gunn“ diodai. Šie diodai yra geriausi ir dažniausiai prieinami TED šeimos prietaisai (perduoti elektroniniai prietaisai). Tokio tipo diodai yra naudojami kaip nuolatinės srovės ir mikrobangų keitikliai, turintys neigiamų didžiųjų GaAs (galio arsenido) atsparumo savybių, ir jiems reikia įprasto, stabilaus maitinimo šaltinio, mažesnės varžos, kad būtų galima pašalinti sudėtingas grandines. Šiame straipsnyje aptariama „Gunn“ diodo apžvalga. Kas yra „Gunn“ diodas? „Gunn“ diodas pagamintas naudojant N tipo puslaidininkius, nes jame yra daugumos krūvininkų, tokių kaip elektronai. Šis diodas naudoja neigiamo pasipriešinimo savybę aukšto dažnio srovei gaminti. Šis diodas daugiausia naudojamas maždaug 1 GHz mikrobangų signalams ir maždaug 100 GHz radijo dažniams gaminti. Gunn diodai taip pat žinomi kaip TED (perduoti elektroniniai prietaisai). Nors tai yra diodas, prietaisai neturi PN jungties, tačiau turi efektą, vadinamą Gunn efektu. Šis efektas buvo pavadintas pagal išradėją, būtent JB Gunn. Šiuos diodus labai paprasta naudoti, jie sudaro nebrangią technologiją mikrobangų RF signalams generuoti, dažnai dedami į bangolaidį, kad būtų lengva rezonansinė ertmė. Gunn diodo simbolis parodytas žemiau.Gunn diodo konstrukcijaGunn diodas gali būti pagamintas naudojant N tipo puslaidininkį. Dažniausiai naudojamos medžiagos yra GaAs (galio arsenidas) ir InP (indžio fosfidas) ir kitos medžiagos, tokios kaip Ge, ZnSe, InAs, CdTe, InSb. Būtina naudoti n tipo medžiagas, nes perkeltas elektronas tiesiog tinka elektronams, o ne skylėms, esančioms p tipo medžiagoje. Šiame įrenginyje yra 3 pagrindiniai regionai, vadinami viršutine, apatine ir vidurine sritimis.Bendras šio diodo gamybos būdas yra auginti epitaksinį sluoksnį ant išsigimusio n+ substrato. Aktyvaus sluoksnio storis svyruoja nuo kelių mikronų iki 100 mikronų, o šio sluoksnio dopingo lygis yra nuo 1014 cm-3 iki 1016 cm-3. Tačiau šis dopingo lygis yra labai žemas, naudojamas viršutinėje ir apatinėje prietaiso srityse. Atsižvelgiant į reikiamą dažnį, storis pasikeis. N+ sluoksnis gali būti nusodinamas epitaksiniu būdu, kitaip leistinas implantuojant jonus. Abi šio prietaiso sritys, pvz., Viršuje ir apačioje, yra giliai leistos, kad būtų suteikta n+ medžiaga. Tai suteikia reikiamus didelio laidumo regionus, reikalingus jungtims prie įrenginio. Paprastai šie įtaisai yra pritvirtinti prie laido, prie kurio prijungiamas laidas. Ši atrama taip pat gali veikti kaip šilumos kriauklė, kuri yra pavojinga pašalinti šilumą. Kitas diodo gnybtų sujungimas gali būti padarytas per auksinę jungtį, kuri yra nusodinama ant viršūnės paviršiaus. Čia aukso jungtis yra būtina dėl didelio laidumo ir santykinio stabilumo. Gaminant medžiaginis įtaisas turi būti be defektų ir apimantis itin pastovų dopingo diapazoną. Gunn diodo veikimas Gunn diodo veikimo principas daugiausia priklauso nuo Gunn efekto. Kai kuriose medžiagose, tokiose kaip „InP & GaAs“, pasiekus slenkstinį lygį per medžiagos elektrinį lauką, tuo pačiu sumažės elektronų judrumas. Kai elektrinis laukas sustiprėja, susidaro neigiamas pasipriešinimas. Kai elektrinio lauko intensyvumas GaAs medžiagai pasiekia reikšmingą reikšmę neigiamo elektrodo, gali būti suformuotas mažas elektronų judrumo regionas. Šis regionas juda per vidutinį elektronų greitį iki +Ve elektrodo. Gunn diodas savo CV charakteristikose turi neigiamą pasipriešinimo sritį. Kai reikšminga vertė bus pasiekta per neigiamą GaAs elektrodą, tada bus sritis, kurioje judės žemi elektronai. Po to jis pereis prie teigiamo elektrodo. Kai jis pasiekia stiprų elektrinio lauko domeną per teigiamo neigiamo elektrodo elektrodą, tada cikliškas regiono tipas, skirtas mažesniam elektronų judrumui, ir didelis elektrinis laukas vėl pradės kurti. Šio incidento cikliškumas sukelia 100 GHz dažnio virpesius. Kai ši vertė viršija, svyravimai pradės greitai išnykti. Charakteristikos Taigi šis regionas leidžia diodui sustiprinti signalus, todėl jis gali būti naudojamas generatoriuose ir stiprintuvuose. Tačiau dažniausiai naudojami „Gunn“ diodų generatoriai.Gunn diodo charakteristikos Šis fazių pakeitimas leidžia diodui veikti kaip osciliatoriui ir stiprintuvui. Srovės srautas šiame diode didėja per nuolatinės srovės įtampą. Tam tikrame gale srovės srautas pradės mažėti, todėl tai vadinama piko tašku arba slenksčio tašku. Kai slenksčio taškas yra peržengtas, srovės srautas pradės mažėti, kad diodas sukurtų neigiamą pasipriešinimo sritį. Gunn diodo veikimo būdai Gunn diodo veikimą galima atlikti keturiais režimais, įskaitant šiuos. RežimasLSA virpesių režimas Šalutinės grandinės svyravimo režimas Gunn svyravimo režimas Gunn virpesių režimas gali būti apibrėžtas toje srityje, kur dažnių suma gali būti padauginta iš 107 cm/s ilgio. Dopingo suma gali būti padauginta iš ilgio, kuris yra didesnis nei 1012/cm2. Šiame regione diodas nėra stabilus dėl to, kad susidaro cikliškas arba didelio lauko domenas, ir kaupimosi sluoksnis. dopingo produkto ilgis nuo 107 iki 1011/cm1012. LSA svyravimo režimas Tokį režimą galima apibrėžti toje srityje, kur dažnio ilgio kartų suma yra 2 cm/s, o dopingo koeficientą galima padalyti pagal dažnių diapazonus nuo 107 × 2 ir 104 × 2 Paprastai tai yra sritis, kurioje paveikslo laiko dažnio sandauga yra labai maža. Kai didžiojo diodo poslinkis pasiekiamas iki slenksčio, vidutinė srovė staiga sumažėja, kai prasideda „Gunn“ svyravimas. Gunn diodų diagramos taikymas rodo neigiamą pasipriešinimo sritį. Dėl neigiamo pasipriešinimo per klaidingą talpą ir švino induktyvumą gali atsirasti svyravimų.Gunn diodų osciliatoriaus grandinė Daugeliu atvejų atsipalaidavimo virpesiai apims didžiulę amplitudę, kuri sugadins diodą. Taigi, norint išvengti šio gedimo, per diodą naudojamas didelis kondensatorius. Ši charakteristika daugiausia naudojama projektuojant osciliatorius, kurių dažnis yra nuo GHz iki THz. Čia dažnį galima valdyti pridedant rezonatorių. Pirmiau minėtoje grandinėje vientisos grandinės ekvivalentas yra bangolaidis arba bendraašis perdavimo linija. Čia galima naudoti „GaAs Gunn“ diodus, kurie svyruoja nuo 10 GHz iki 200 GHz esant 5 MW - 65 MW galiai. Šie diodai taip pat gali būti naudojami kaip stiprintuvai. Privalumai „Gunn“ diodo privalumai: -signalo santykis (NSR), nes jis yra apsaugotas nuo triukšmo. Jis apima didelį pralaidumą efektyvumas yra žemas iki 10 GHz. Įjunkite šio įrenginio įtampą didelė . Jie naudojami kariniuose, komerciniuose radarų šaltiniuose ir radijo ryšyje. Šis diodas naudojamas impulsiniame Gunn diodo gene mikroelektronikoje šie diodai naudojami kaip greito valdymo prietaisai lazerio spindulių moduliavimui. Naudojami policijos radarai. Šie diodai taikomi tachometruose Jis naudojamas kaip siurblio šaltinis parametriniuose stiprintuvuose Naudojamas jutikliuose aptikti įvairias sistemas, pvz. & pėsčiųjų saugumas ir kt. Šio tipo diodai taip pat vadinami TED (perkeltas elektroninis įrenginys). Paprastai jie naudojami aukšto dažnio virpesiams. Štai jums klausimas, kas yra „Gunn Effect“?

Palik žinutę 

Žinučių sąrašas