Gunn - működési elv, a használat
Kezdőlap »Dosszié» Gunn - működési elv, a használat
Mint ismeretes egy dióda - jelentése dvuhvyvodnoy rádióellenőrző félvezető komponens egy nemlineáris áram-feszültség jelleggörbe (I-V). Ez lehetővé teszi, hogy az elektromos áram áramlását csak egy irányban, amelynek való ellenállás előre torzítás nagyon kicsi (szinte nulla). És fordítva, a másik irányban nemlineáris CVC megakadályozza áram, mivel ez magában foglalja egy nagyon nagy ellenállás (végtelenül nagy) alatt fordított előfeszítő.
A diódák vannak osztva különböző attól függően, hogy azok jellemzőit és működési elv. Ezek közé tartozik a hagyományos dióda, Schottky dióda, egy dióda Shockley áramkorlátozó dióda, a Zener-dióda, egy LED, egy fotodióda, az alagút dióda, egy varactor, egy lézerdióda, pin-dióda, egy Peltier-elem, Gunn dióda, és így tovább.
Ebben a cikkben azt vizsgálja részletesen a működési elve a Gunn dióda. és alkalmazási jellemzőinek Gunn dióda a gyakorlatban.
Mi a Gunn dióda?
Gunn dióda tekintik általában az egyik dióda típusú, annak ellenére, hogy ő valójában nem tipikus pn-rétegdióda. Úgy is nevezik, a készülék a hangerő ingadozás.
Gunn dióda negatív differenciális ellenállás, és ezért gyakran használják a kis teljesítményű előállító oszcillátor mikrohullámok. Ez áll az N-típusú félvezető, amelyben elektronok a többségi töltéshordozók. A generál rövid rádióhullámokat, mint például az ultra-magas frekvenciájú (UHF) alkalmazunk Gunn hatást.
Szerkezet Gunn
Központi régióban látható az alábbi ábrán - az aktív régió, amely képviseli a gyengén ötvözött réteg gallium-arzenid (GaAs). Mindkét oldalán az aktív régió epitaxiális réteg épül fel egy erősen GaAs (N-típusú), melynek vastagsága körülbelül 8 és 10 mikrométer.
Az aktív rész van szendvicsszerűen a két zóna között, amelynek ohmos kapcsolatok. Ez lehetővé teszi a hatékony hőelvezetés, amely megakadályozza a túlmelegedést és meghibásodást a dióda.
Gunn hatás
Gunn hatást fedezte fel John Gunn az 1960-as. Miután kísérletek alapján GaAs (gallium arzenid), aki felhívta a figyelmet, hogy a beavatkozás okozta ezeket a kísérleteket. Továbbá úgy használjuk, hogy kialakítsunk elektromos rezgések mikrohullámú frekvenciákon, egyenletes elektromos mező nagysága meghaladja a küszöbértéket.
Ez a hatás lehet meghatározni, mint Gunn mikrohullámú generációs (körülbelül néhány GHz) akkor történik, amikor az alkalmazott feszültség a félvezető eszköz meghaladja a kritikus küszöböt.
jellemzői Gunn
Az alábbi grafikon mutatja az áram-feszültség jellemző a Gunn dióda negatív ellenállása régióban. Ez a funkció hasonló a jellemző az alagút dióda. Ahogy a grafikonon látható kezdetben növekvő feszültség a dióda jelenlegi növekedés következik be, de miután elért egy bizonyos feszültségszint (küszöbérték), az áram elkezd csökkenni. Olyan terület, ahol a jelenlegi esik, az a régió, a negatív ellenállás.
Mikrohullámú generátor Gunn
Gunn dióda használt építési mikrohullámú generátorok frekvenciák kezdve 10 GHz és THz. Ez az eszköz, amelynek a negatív differenciális ellenállás (NDR -Kizáró differenciális ellenállás) - más néven elektrontranszfer eszköz - van egy oszcillációs áramkört, amely egy Gunn dióda és betáplált előfeszítő egyenfeszültség (a régióban a negatív ellenállás).
Ennek köszönhetően, a teljes ellenállása a differenciáló áramkör nullává válik, mivel a negatív ellenállást a dióda csökken a pozitív ellenállás áramkör, ami előidézi a rezgések.
Gunn dióda - működési elve
Ez dióda készült egyetlen darab félvezető N-típusú, mint például a gallium arzenid (GaAs), vagy indium-foszfid (InP). Gunn dióda három részből áll az energia, és ez további, harmadik régióban a kezdeti szakaszban üres.
Az elektronok a vezetési sávban, amelynek a elhanyagolható elektromos ellenállás. lépjen a harmadik terület, mivel ezek által szórt feszültség a dióda. A harmadik terület a GaAs olyan mobil, ami kevesebb, mint a vezetési sávban.
A megnövekedett előre feszültsége növekszik tér intenzitása (rákapcsolt feszültség meghaladja a küszöbértéket feszültség), úgy, hogy az elektronok elérik az állapotban, amelyben a hatékony tömege növekszik, és sebessége csökken, ami végül egy áram csökkenése.
Ezért, ha a térerősség növekedésével a driftsebesség csökkenni fog, ez létrehoz egy negatív további ellenállást VI övezetben. Ily módon a feszültségmérő növekedése növeli az ellenállást a katód által előfordulása úgynevezett magas-mező domént, ami mozog, és eléri az anód.
Amikor elérte az anód, a domain elpusztult, és a jelenlegi ismét növekszik. Miközben állandó feszültség értéke a katód ismét felmerülhet egy új domain, és mindent meg kell ismételni újra. Az ismétlési frekvencia Ennek a folyamatnak a (GaAs) félvezető réteg vastagsága, és annál nagyobb a vastagsága, annál kisebb az ismétlési frekvencia.
Alkalmazása a Gunn dióda
Gunn dióda használják a következő területeken:
- Egy Gunn oszcillátor generáló frekvenciatartományban 5 GHz-től 35 GHz kimenet. Gunn generátor használt rádiós kommunikációt katonai és kereskedelmi radarkupola.
- a vasúti szektorban a szenzorok érzékelni behatolók, hogy megakadályozzák a vonat roncsait.
- ugyanolyan hatásos mikrohullámú generátorok frekvenciatartományban akár több száz GHz.
- a távoli érzékelők rezgésméréseket és mérése a forgási sebességét a fordulatszámmérő.
- mint a mikrohullámú generátor (impulzusgenerátor Gunn dióda).
- A mikrohullámú adók a generációs mikrohullámú rádióhullámok nagyon alacsony teljesítmény.
És szintén az ajtónyílás érzékelők, folyamatirányító eszközök héjvédelemre, a gyalogosok biztonságát rendszer szintű érzékelők, páratartalom mérő érzékelők és biztonsági rendszerek.
