En diode er en to-terminal halvleder Elektronisk komponent som har ikke-lineære strømspenningsegenskaper. Det tillater strøm i en retning der motstanden er veldig lav (nesten null motstand) under forspenning. På samme måte tillater det ikke strømmen i den andre retningen - da den gir en veldig høy motstand (uendelig motstand fungerer som åpen krets) under omvendt skjevhet.

Gunn Diode

De dioder er klassifisert i forskjellige typer basert på deres arbeidsprinsipper og egenskaper. Disse inkluderer generisk diode, Schotty-diode, Shockley-diode, konstant strømdiode, Zener-diode , Lysdiode, Fotodiode, Tunneldiode, Varactor, Vakuumrør, Laserdiode, PIN-diode, Peltier-diode, Gunn-diode og så videre. I et spesielt tilfelle diskuterer denne artikkelen om Gunn diodes arbeid, egenskaper og applikasjoner.

Hva er en Gunn Diode?

En Gunn-diode blir betraktet som en type diode selv om den ikke inneholder noen typiske PN-diodekryss som de andre diodene, men den består av to elektroder. Denne dioden kalles også som en overført elektronisk enhet. Denne dioden er en negativ differensialmotstandsenhet, som ofte brukes som en laveffektoscillator for å generere mikrobølger . Den består av bare halvleder av N-type der elektroner er de fleste ladebærere. For å generere korte radiobølger som mikrobølger, bruker den Gunn-effekten.

Gunn Diode Structure

Den sentrale regionen vist i figuren er en aktiv region, som er riktig dopet N-type GaAs og epitaksial lag med en tykkelse på rundt 8 til 10 mikrometer. Den aktive regionen er inneklemt mellom de to regionene som har Ohmic-kontakter. En kjøleribbe er gitt for å unngå overoppheting og for tidlig svikt i dioden og for å opprettholde termiske grenser.

“hvilken type kommunikasjonsmedium brukes med en trådløs lan -tilkobling? ”

For konstruksjonen av disse diodene brukes bare N-type materiale, noe som skyldes den overførte elektroneffekten som bare gjelder for N-type materialer og ikke gjelder P-type materialer. Frekvensen kan varieres ved å variere tykkelsen på det aktive laget under doping.

Gunn-effekt

Det ble oppfunnet av John Battiscombe Gunn på 1960-tallet etter eksperimentene på GaAs (Gallium Arsenide), han observerte en lyd i eksperimentets resultater og skyldte dette genereringen av elektriske svingninger ved mikrobølgefrekvenser av et jevnt elektrisk felt med en styrke større enn terskelverdien. Den ble kalt Gunn Effect etter at dette ble oppdaget av John Battiscombe Gunn.

Gunn-effekten kan defineres som generering av mikrobølgeeffekt (effekt med mikrobølgefrekvenser på noen få GHz) når spenningen som påføres en halvlederenhet overskrider den kritiske spenningsverdien eller terskelspenningsverdien.

Gunn Diode Oscillator

Gunn-dioder brukes til å bygge oscillatorer for å generere mikrobølger med frekvenser fra 10 GHz til THz. Det er en negativ differensial motstandsenhet - også kalt som overført elektronenhet oscillator - som er en innstilt krets bestående av Gunn-diode med DC-forspenning påført den. Og dette betegnes som forspenning av dioden i negativ motstandsregion.

På grunn av dette blir den totale differensialmotstanden til kretsen null da den negative motstanden til dioden avbrytes med den positive motstanden til kretsen, noe som resulterer i generering av svingninger.

“enfaset til trefaset omformerkrets ”

Gunn Diode’s Working

Denne dioden er laget av et enkelt stykke Halvleder av N-type slik som Gallium Arsenide og InP (Indium Phosphide). GaAs og noen andre halvledermaterialer har ett ekstraenergibånd i sin elektroniske båndstruktur i stedet for bare å ha to energibånd, nemlig. valensbånd og ledningsbånd som normale halvledermaterialer. Disse GaA-ene og noen andre halvledermaterialer består av tre energibånd, og dette ekstra tredje båndet er tomt i begynnelsen.

Hvis en spenning påføres denne enheten, vises det meste av den påførte spenningen over det aktive området. Elektronene fra ledningsbåndet som har ubetydelig elektrisk motstand overføres til det tredje båndet fordi disse elektronene er spredt av den påførte spenningen. Det tredje båndet til GaAs har mobilitet som er mindre enn ledningsbåndet.

På grunn av dette øker en økning i fremoverspenningen feltstyrken (for feltstyrker der den påførte spenningen er større enn terskelspenningsverdien), og deretter når antallet elektroner som når den effektive massen øker ved å redusere hastigheten, dermed vil strømmen avta.

Dermed, hvis feltstyrken økes, vil drivhastigheten reduseres, dette skaper en negativ inkrementell motstandsregion i V-I-forholdet. Dermed vil økning i spenningen øke motstanden ved å skape et stykke ved katoden og når anoden. Men for å opprettholde en konstant spenning opprettes et nytt stykke ved katoden. På samme måte, hvis spenningen synker, vil motstanden reduseres ved å slukke et eksisterende stykke.

Gunn Diodes egenskaper

Gunn Diode Characterstics

Strøm-spenningsforholdskarakteristikkene til en Gunn-diode er vist i grafen ovenfor med sin negative motstandsregion. Disse egenskapene ligner på egenskapene til tunneldioden.

Som vist i grafen ovenfor, begynner strømmen å øke i denne dioden, men etter å ha nådd et visst spenningsnivå (med en spesifisert spenningsverdi kalt terskelspenningsverdi), reduseres strømmen før den øker igjen. Regionen der strømmen faller betegnes som en negativ motstandsregion, og på grunn av dette svinger den. I denne negative motstandsregionen fungerer denne dioden som både oscillator og forsterker, som i dette området er dioden i stand til å forsterke signaler.

“hvordan fungerer blå tann ”

Gunn Diode’s Applications

Gunn Diode-applikasjoner

Brukes som Gunn-oscillatorer for å generere frekvenser fra 100mW 5GHz til 1W 35GHz utganger. Disse Gunn-oscillatorene brukes til radiokommunikasjon , militære og kommersielle radarkilder.
Brukes som sensorer for å oppdage overtredere, for å unngå sporing av tog.
Brukes som effektive mikrobølgeneratorer med et frekvensområde på opptil hundre GHz.
Brukes til eksterne vibrasjonsdetektorer og rotasjonshastighetsmåling turteller .
Brukes som en mikrobølgestrømgenerator (Pulsed Gunn diode generator).
Brukes i mikrobølgesendere for å generere mikrobølgeradiobølger med svært lav effekt.
Brukes som hurtigstyrende komponenter i mikroelektronikk, for eksempel for modulering av halvlederinjeksjonslasere.
Brukes som submillimeterbølgeapplikasjoner ved å multiplisere Gunn-oscillatorfrekvensen med diodefrekvensen.
Noen andre applikasjoner inkluderer døråpningssensorer, prosesskontrollanordninger, barriereoperasjon, perimeterbeskyttelse, fotgjengersikkerhetssystemer, lineære avstandsindikatorer, nivåfølere, måling av fuktighetsinnhold og innbruddsalarmer.

Vi håper at du har en ide om Gunn-dioden, kjennetegnene til Gunn-dioden, Gunn-effekten, Gunn-diodeoscillatoren og dens arbeid med applikasjoner i korte trekk. For mer informasjon om Gunn-dioder, vennligst legg inn spørsmålene dine ved å kommentere nedenfor.

Fotokreditter: