Kas yra IMPATT diodas: konstrukcija ir jos veikimas

IMPATT diodo koncepciją iš tikrųjų 1954 metais išrado Williamas Shockley. Taigi jis išplėtė idėją sukurti neigiamą pasipriešinimą pasitelkdamas tokį mechanizmą kaip tranzito laiko atidėjimas. Jis pasiūlė įkrovimo nešiklių įpurškimo techniką PN sankryžoje į priekį ir yra paskelbęs savo mintį Bell Systems techniniame žurnale 1954 m. Pavadinimu „Neigiamas pasipriešinimas, atsirandantis dėl tranzito laiko puslaidininkiniuose dioduose. Be to, pasiūlymas nebuvo priimtas pratęstas iki 1958 m., nes „Bell Laboratories“ įdiegė savo P+ NI N+ diodų struktūrą, o po to jis vadinamas skaitymo diodu. Po to 1958 metais buvo išleistas techninis žurnalas pavadinimu „siūlomas aukšto dažnio, neigiamo atsparumo diodas“. 1965 metais buvo pagamintas pirmasis praktinis diodas ir stebimi pirmieji svyravimai. Šiam demonstravimui naudojamas diodas buvo pagamintas per silicį su P+ N struktūra. Vėliau buvo patikrintas skaitymo diodo veikimas, o po to 1966 metais buvo parodytas PIN diodo veikimas. Visa IMPATT diodo forma yra IMPatt jonizacija Avalanche Transit-Time. Tai ypač didelės galios diodas, naudojamas mikrobangų krosnelėse. Paprastai jis naudojamas kaip stiprintuvas ir osciliatorius mikrobangų dažniu. IMPATT diodo veikimo dažnių diapazonas svyruoja nuo 3 iki 100 GHz. Paprastai šis diodas sukuria neigiamas pasipriešinimo charakteristikas, todėl veikia kaip osciliatorius mikrobangų dažniu generuojant signalus. Tai daugiausia dėl tranzito laiko efekto ir smūgio jonizacijos lavinos efekto. IMPATT diodus galima suskirstyti į du tipus: vieną ir dvigubą. Pavieniai dreifo įtaisai yra P+NN+, P+NIN+, N+PIP+, N+PP+. Kai atsižvelgiame į P+NN+įrenginį, P+N sankryža yra sujungta atvirkštiniu šališkumu, tada tai sukelia lavinos suskirstymą, dėl kurio atsiranda P+ įšvirkšti į NN+ soties greičiu. Tačiau skylės, įpurškiamos iš NN+ regiono, neslenka, vadinamos pavieniais dreifo įtaisais. Geriausias dvigubo dreifo įtaisų pavyzdys yra P+PNN+. Tokio tipo prietaisuose, kai PN-sankryža yra šališka netoli lavinos gedimo, elektronų dreifas gali būti atliekamas per NN+ sritį, o skylės dreifuoja per PP+ sritį, vadinamą dvigubais dreifo įtaisais. IMPATT diodas apima: IMPATT diodo konstrukcija ir veikimas IMPATT diodo konstrukcija parodyta žemiau. Šis diodas apima keturis regionus, tokius kaip P+-NI-N+. Tiek PIN diodo, tiek IMPATT struktūra yra ta pati, tačiau ji veikia esant labai aukštai įtampos gradientui, maždaug 400KV/cm, kad sukurtų lavinos srovę. Paprastai jo statybai daugiausia naudojamos skirtingos medžiagos, tokios kaip Si, GaAs, InP arba Ge. IMPATT diodo konstrukcija Palyginti su įprastu diodu, šis diodas naudoja šiek tiek kitokią struktūrą, nes; įprastas diodas sugenda esant lavinai. Kadangi didžiulis srovės kiekis sukelia joje šilumos gamybą. Taigi, esant mikrobangų dažniams, struktūros nuokrypis daugiausia naudojamas RF signalams generuoti. Paprastai šis diodas naudojamas mikrobangų generatoriuose. Čia į IMPATT diodą tiekiamas nuolatinės srovės šaltinis, kad būtų sukurtas išėjimas, kuris svyruoja, kai grandinėje naudojama tinkama suderinta grandinė. IMPATT grandinės išėjimas yra nuoseklus ir palyginti aukštas, palyginti su kitais mikrobangų diodais. Tačiau jis taip pat sukuria didelį fazinio triukšmo diapazoną, o tai reiškia, kad jis naudojamas paprastuose siųstuvuose dažniau nei vietiniai generatoriai imtuvuose, kur fazinio triukšmo veikimas paprastai yra reikšmingesnis. Šis diodas veikia su gana aukšta įtampa, pvz., 70 voltų ar daugiau. Šis diodas gali apriboti programas per fazinį triukšmą. Nepaisant to, šie diodai iš esmės yra patraukli alternatyva mikrobangų diodams keliuose regionuose. IMPATT diodų grandinė IMPATT diodo taikymas parodytas žemiau. Paprastai tokio tipo diodai dažniausiai naudojami esant didesniam nei 3 GHz dažniui. Pastebima, kad kiekvieną kartą, kai suderinta grandinė pateikiama su įtampa gedimo įtampos srityje link IMPATT, atsiranda svyravimai. Palyginti su kitais diodais, šis diodas naudoja neigiamą pasipriešinimą ir šis diodas gali generuoti didelį diapazoną galia paprastai yra dešimt vatų ar didesnė, atsižvelgiant į įrenginį. Šio diodo veikimą galima atlikti iš maitinimo šaltinio, naudojant srovės ribojimo rezistorių. Ši vertė apriboja srovės srautą iki reikiamos vertės. Srovė tiekiama per visą RF droselį, kad atskirtų nuolatinę srovę nuo RF signalo. IMPATT diodų grandinė IMPATT mikrobangų diodas yra išdėstytas už suderintos grandinės, tačiau paprastai šis diodas gali būti išdėstytas bangolaidžio ertmėje, kuri suteikia reikiamą suderintą grandinę. Kai bus tiekiamas įtampos šaltinis, grandinė svyruos. Pagrindinis IMPATT diodo trūkumas yra jo veikimas, nes dėl lavinų suskirstymo mechanizmo jis sukuria didelį fazinio triukšmo diapazoną. Šiuose įrenginiuose naudojama galio arsenido (GaAs) technologija, kuri yra daug geresnė nei silicio. Tai lemia labai greitesni įkrovimo nešiklių jonizacijos koeficientai. IMPATT ir Trapatt diodų skirtumas Pagrindinis IMPATT ir Trapatt diodų skirtumas, pagrįstas skirtingomis specifikacijomis, aptariamas toliau. Specifikacijos IMPATT diodas % impulsiniu režimu ir 0.5% CW. Impulsinis režimas yra 100–1% išėjimo galia 10 Watt (CW) 1 W (impulsinė) virš 10 W Triukšmas Paveikslėlis 60 dB3 dB Pagrindiniai puslaidininkiai Si, InP, Ge, GaAs PN JunctionHarmonicsLowStrongRuggedness Taip lavina taip pat l kaip tranzito laikas. Palyginti su „Gunn“ diodais, jie taip pat suteikia didelę galią ir triukšmą, todėl naudojami vietinių generatorių imtuvuose. Fazių skirtumas tarp srovės ir įtampos yra 20 laipsnių. Čia fazės vėlavimas 90 laipsnių kampu daugiausia susijęs su lavinos efektu, o likęs kampas - dėl tranzito laiko. Jie dažniausiai naudojami ten, kur reikalinga didelė išėjimo galia, pavyzdžiui, osciliatoriai ir stiprintuvai Šio diodo išėjimo galia yra milimetrų diapazone -bangų dažnis. Mažesniais dažniais išėjimo galia yra atvirkščiai proporcinga dažniams, tuo tarpu esant aukštiems dažniams, ji yra atvirkščiai proporcinga dažnio kvadratui. Privalumai IMPATT diodo privalumai yra šie. Jo dydis yra mažas. Jie yra ekonomiški. Esant aukštai temperatūrai, jis užtikrina patikimą veikimą. Palyginti su kitais diodais, jis apima didelės galios galimybes. Kai jis naudojamas kaip stiprintuvas, jis veikia kaip siauros juostos įrenginys. Šie diodai naudojami kaip puikūs mikrobangų generatoriai. Mikrobangų perdavimo sistemai šis diodas gali generuoti nešiklio signalą. Trūkumai IMPATT diodo trūkumai yra šie: Tai suteikia mažesnį derinimo diapazoną. Tai suteikia didelį jautrumą įvairioms darbo sąlygoms. Lavinos srityje elektronų skylių porų susidarymo greitis gali sukelti didelį triukšmą. Esant eksploatavimo sąlygoms, jis reaguoja. nėra imamas, jis gali būti sugadintas dėl didžiulio elektroninio reaktyvumo. Palyginti su TRAPATT, jis užtikrina mažesnį efektyvumą IMPATT diodų taikymo sritys yra šios. Šie diodų tipai naudojami kaip mikrobangų osciliatoriai moduliuotuose išėjimo generatoriuose ir mikrobangų generatoriuose. Jie naudojami nuolatinės bangos radaruose, elektroninėse atsakomosiose priemonėse ir mikrobangų jungtyse. Jie naudojami stiprinimui per neigiamą pasipriešinimą. .Šie diodai naudojami parametriniuose stiprintuvuose, mikrobangų generatoriuose, mikrobangų generatoriuose. Taip pat naudojamas telekomunikacijų siųstuvuose, įsibrovėlių aliarmo sistemose ir imtuvuose. Moduliuotas išėjimo osciliatorius CW Doplerio radaro siųstuvas Mikrobangų generatorius FM telekomunikacijų siųstuvai Imtuvas LO Intrusion Alarm Network Parametrinis stiprintuvas Šie puslaidininkiniai įtaisai naudojami generuoti didelės galios mikrobangų signalus 3 GHz-100 GHz dažnių diapazone. Šie diodai gali būti naudojami mažiau energijos signalizatorių ir radarų sistemų.

Palik žinutę 

Žinučių sąrašas