Apakah Penggera Pemancar Gunn?

Apakah Oscillator Diode Gunn?

Oscillator Diode Gunn

Oscillator Diode Gunn (juga dikenali sebagai oscillator Gunn atau peranti pemindahan elektron) adalah sumber tenaga mikro yang murah dan terdiri daripada diode Gunn atau peranti pemindahan elektron (TED) sebagai komponen utamanya. Mereka melakukan fungsi yang serupa dengan Oscillator Klystron Reflex.

Dalam oscillator Gunn, diode Gunn akan diletakkan dalam rongga resonan. Sebuah oscillator Gunn terdiri daripada dua komponen utama: (i) Bias DC dan (ii) Litar penyelarasan.

Bagaimana Diode Gunn Berfungsi sebagai Oscillator dengan Bias DC

Dalam diode Gunn, apabila bias DC yang dikenakan meningkat, arus awalnya naik sehingga mencapai voltan ambang. Melebihi titik ini, arus menurun manakala voltan terus meningkat hingga ke voltan penghancuran. Rentang dari puncak ke lembah dalam perilaku ini membentuk apa yang dikenali sebagai kawasan rintangan negatif.

Kemampuan diode Gunn untuk menunjukkan rintangan negatif, bersama dengan sifat penjadualannya, membolehkannya berfungsi sebagai oscillator. Ini berlaku kerana rintangan negatif mengimbangi sebarang rintangan sebenar dalam litar, membolehkan aliran arus optimum.

Ini menyebabkan penjanaan osilasi berterusan selagi bias DC dipertahankan, walaupun amplitud osilasi ini dibatasi dalam batas kawasan rintangan negatif. 

Litar Penyelarasan

Dalam kes oscillator Gunn, frekuensi osilasi secara utama bergantung pada lapisan aktif tengah diode Gunn. Walau bagaimanapun, frekuensi resonan boleh diselaraskan secara luaran sama ada secara mekanikal atau elektrikal. Dalam kes litar penyelarasan elektronik, kawalan boleh dibawa melalui penggunaan pandu gelombang atau rongga mikro atau diode varactor atau sfera YIG.

Di sini, diode ditempatkan di dalam rongga sedemikian rupa sehingga ia membatalkan rintangan hilang rongga, menghasilkan osilasi. Di sisi lain, dalam kes penyelarasan mekanikal, saiz rongga atau medan magnet (untuk sfera YIG) diubah secara mekanikal melalui skru penyesuaian, untuk menetapkan frekuensi resonan.

Jenis-jenis oscillator ini digunakan untuk menghasilkan frekuensi mikro berkisar dari 10 GHz hingga beberapa THz, bergantung pada dimensi rongga resonan. Biasanya, reka bentuk oscillator berasaskan koaksial dan mikropita/planar mempunyai faktor kuasa rendah dan kurang stabil dari segi suhu.

Di sisi lain, reka bentuk litar yang distabilkan oleh pandu gelombang dan resonator dielektrik mempunyai faktor kuasa yang lebih besar dan boleh dibuat stabil secara termal dengan mudah.Gambar 2 menunjukkan oscillator Gunn berasaskan resonator koaksial yang digunakan untuk menghasilkan frekuensi berkisar dari 5 hingga 65 GHz. Di sini, apabila voltan Vb yang dikenakan berubah, fluktuasi yang diinduksi oleh diode Gunn bergerak sepanjang rongga untuk mendapatkan pantulan dari hujung lainnya dan kembali ke titik asal mereka selepas masa t yang diberikan oleh

Di mana, l adalah panjang rongga dan c adalah kelajuan cahaya. Dari ini, persamaan untuk frekuensi resonan oscillator Gunn boleh ditentukan sebagai

di mana, n adalah bilangan separuh gelombang yang boleh muat ke dalam rongga untuk frekuensi tertentu. Ini n berkisar dari 1 hingga l/ct d di mana td adalah masa yang diambil oleh diode Gunn untuk bertindak balas terhadap perubahan dalam voltan yang dikenakan.

Di sini, osilasi bermula apabila beban resonator sedikit lebih tinggi daripada rintangan negatif maksimum peranti. Kemudian, osilasi ini bertumbuh dari segi amplitud sehingga rintangan negatif purata diode Gunn menjadi sama dengan rintangan resonator, selepas itu satu boleh mendapatkan osilasi yang berterusan. 

Lebih lanjut, jenis-jenis oscillator relaksasi mempunyai kapasitor yang besar yang disambungkan merentasi diode Gunn untuk mengelakkan pembakaran peranti akibat isyarat amplitud yang besar.Akhirnya, perlu diperhatikan bahawa oscillator diode Gunn digunakan secara meluas sebagai pemancar dan penerima radio, sensor pendeteksi halaju, peningkat parameter, sumber radar, sensor pemantauan trafik, detektor gerakan, detektor getaran jarak jauh, tachometer kelajuan putaran, monitor kandungan kelembapan, transceiver mikro (Gunnplexers) dan dalam kes pintu otomatis, sistem pengawasan perompak, radar polis, LAN tanpa wayar, sistem pengelakan tabrakan, sistem brek anti-kunci, sistem keselamatan pejalan kaki, dll.