గన్ డయోడ్ ఆసిలేటర్ ఏంటి?

గన్ డయోడ్ ఆసిలేటర్ ఏంటి?

గన్ డయోడ్ ఆసిలేటర్

గన్ డయోడ్ ఆసిలేటర్ (గన్ ఆసిలేటర్లు లేదా ట్రాన్స్ఫర్ ఇలక్ట్రాన్ డైవైస్ ఆసిలేటర్లు అని కూడా పిలువబడతాయి) మైక్రోవేవ్ శక్తికి సస్తయిన మూలం మరియు వాటి ప్రధాన ఘటకంగా గన్ డయోడ్ లేదా ట్రాన్స్ఫర్ ఇలక్ట్రాన్ డైవైస్ (TED) ఉంటాయ. వాటి ప్రభావం Reflex Klystron Oscillators వంటిది.

 గన్ ఆసిలేటర్ల్లో, గన్ డయోడ్ రీజన్ట్ కేవిటీలో ఉంటుంది. గన్ ఆసిలేటర్ రెండు ప్రధాన ఘటకాలను కలిగి ఉంటుంది: (i) DC బైయస్ మరియు (ii) ట్యూనింగ్ సర్క్యూట్.

గన్ డయోడ్ ఎలా DC బైయస్ నందు ఆసిలేటర్ గా పనిచేస్తుంది

గన్ డయోడ్లో, అప్లై చేయబడిన DC బైయస్ పెరిగినప్పుడు, కరెంట్ మొదట పెరిగి థ్రెషోల్ వోల్టేజ్ వరకు చేరుతుంది. దీని పట్టు, వోల్టేజ్ కొనసాగించినప్పుడు కరెంట్ తగ్గిస్తుంది బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ వరకు. ఈ వ్యవహారంలో పీక్ నుండి వాలీ వరకు వ్యాప్తి నెగెటివ్ రెసిస్టెన్స్ రిజియన్ అని పిలువబడుతుంది.

గన్ డయోడ్ నెగెటివ్ రెసిస్టెన్స్ చూపడం మరియు దాని టైమింగ్ లక్షణాలను కలిగి ఉంటే, దానిని ఆసిలేటర్ గా పనిచేయవచ్చు. ఇది నెగెటివ్ రెసిస్టెన్స్ యొక్క ప్రతికూల ప్రభావం వలన వాస్తవ రెసిస్టెన్స్ క్షేత్రంలో కరెంట్ సరైన ప్రవాహం అనుమతిస్తుంది.

ఈ విధంగా, DC బైయస్ నిర్వహించబడుతూ, నెగెటివ్ రెసిస్టెన్స్ రిజియన్ అంతమానంలో ఒక్కప్పుడు ఆసిలేటర్ కు స్థిరమైన కరెంట్ ప్రవాహం జనరేట్ అవుతుంది. 

ట్యూనింగ్ సర్క్యూట్

గన్ ఆసిలేటర్ల్లో, ఆసిలేటర్ తరంగదైర్ధ్యం మొట్టమొదటిగా గన్ డయోడ్ యొక్క మధ్య ఆక్టివ్ లయర్ పై ఆధారపడుతుంది. కానీ రిజన్ట్ తరంగదైర్ధ్యం బాహ్యంగా మెకానికల్ లేదా ఇలక్ట్రానిక్ విధానాల ద్వారా ట్యూన్ చేయవచ్చు. ఇలక్ట్రానిక్ ట్యూనింగ్ సర్క్యూట్ల్లో, నియంత్రణం వేవ్‌గైడ్ లేదా మైక్రోవేవ్ కేవిటీ లేదా వారియాక్టర్ డయోడ్ లేదా YIG గోళం ద్వారా చేయబడవచ్చు.

ఇక్కడ డయోడ్ కేవిటీలో మైనస్ రెసిస్టెన్స్ రిజియన్ లో రెసోనేటర్ ను రద్దు చేస్తూ ఆసిలేటర్ జనరేట్ చేస్తుంది. మరియు మెకానికల్ ట్యూనింగ్ యొక్క కేసులో, కేవిటీ యొక్క పరిమాణం లేదా YIG గోళాల కోసం మాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్ (YIG గోళాల కోసం) మెకానికల్ విధానంలో, ఉదాహరణకు, ఒక అడ్జస్టింగ్ స్క్రూ ద్వారా మార్చబడుతుంది, రిజన్ట్ తరంగదైర్ధ్యం ట్యూన్ చేయబడుతుంది.

ఈ రకమైన ఆసిలేటర్లు 10 GHz నుండి కొన్ని THz వరకు మైక్రోవేవ్ తరంగదైర్ధ్యాలను జనరేట్ చేయడానికి ఉపయోగించబడతాయి, ఇది రిజన్ట్ కేవిటీ యొక్క పరిమాణాలపై ఆధారపడుతుంది. సాధారణంగా కాక్సియల్ మరియు మైక్రోస్ట్రిప్/ప్లానర్ ఆసిలేటర్ డిజైన్లు తక్కువ పవర్ ఫాక్టర్ మరియు టెంపరేచర్ విషయంలో తక్కువ స్థిరత ఉంటాయ.

 ఇక్కడ వేవ్‌గైడ్ మరియు డైఇలక్ట్రిక్ రెజన్టోర్ స్థిరపరచబడిన సర్క్యూట్ డిజైన్లు ఎక్కువ పవర్ ఫాక్టర్ ఉంటాయ మరియు సులభంగా తాప స్థిరపరచవచ్చు. ఫిగర్ 2 కాక్సియల్ రెజన్టోర్ ఆధారపడి గన్ ఆసిలేటర్ ను చూపుతుంది, ఇది 5 నుండి 65 GHz వరకు తరంగదైర్ధ్యాలను జనరేట్ చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఇక్కడ అప్లై చేయబడిన వోల్టేజ్ Vb మారినప్పుడు, గన్ డయోడ్ యొక్క విక్షేపాలు కేవిటీలో ప్రయాణించి, మరొక చుట్టున ప్రతిదీరించి, తనిఖీ సమయం t తర్వాత వాటి ప్రారంభ బిందువుకు తిరిగి వస్తాయ

ఇక్కడ, l కేవిటీ పొడవు మరియు c ప్రకాశ వేగం. ఈ ద్వారా, గన్ ఆసిలేటర్ యొక్క రిజన్ట్ తరంగదైర్ధ్యం సమీకరణం నిర్వచించవచ్చు

ఇక్కడ, n ఇచ్చిన తరంగదైర్ధ్యంలో కేవిటీలో యొక్క అర్ధ తరంగాల సంఖ్య. ఈ n 1 నుండి l/ct d వరకు ఉంటుంది, td అనేది గన్ డయోడ్ అప్లై చేయబడిన వోల్టేజ్ మార్పులకు స్పందన చేయడానికి తీసుకునే సమయం.

ఇక్కడ రెజన్టోర్ లోడింగ్ కిటి ప్రధాన నెగెటివ్ రెసిస్టెన్స్ కన్నా కొద్దిగా ఎక్కువ ఉంటే ఆసిలేటర్లు ప్రారంభించబడతాయి. తర్వాత, ఈ ఆసిలేటర్లు అమ్ప్లిటూడ్ వంటి పరిమాణాల్లో పెరిగి గన్ డయోడ్ యొక్క ఔసత నెగెటివ్ రెసిస్టెన్స్ రెజన్టోర్ యొక్క రెసిస్టెన్స్ కు సమానం అవుతుంది, తర్వాత స్థిరమైన ఆసిలేటర్లను పొందవచ్చు. 

ఇతరంగా, ఈ రకమైన రిలక్షేషన్ ఆసిలేటర్ల్లో గన్ డయోడ్ యొక్క పైన పెద్ద కెపాసిటర్ కనెక్ట్ చేయబడుతుంది, పెద్ద అమ్ప్లిటూడ్ సిగ్నల్స్ వల్ల డైవైస్ బర్న్-ఓవట్ ను తప్పించడానికి. చివరికి, గన్ డయోడ్ ఆసిలేటర్లు రేడియో ట్రాన్స్మిటర్లు మరియు రిసీవర్లు, వేగం డిటెక్టింగ్ సెన్సర్లు, పారామెట్రిక్ అమ్ప్లిఫయర్లు, రేడార్ సోర్సులు, ట్రాఫిక్ మానిటరింగ్ సెన్సర్లు, మోషన్ డిటెక్టర్లు, రిమోట్ వైబ్రేషన్ డిటెక్టర్లు, రోటేషనల్ స్పీడ్ టాకోమీటర్లు, మాయిస్చర్ కంటెంట్ మానిటర్లు, మైక్రోవేవ్ ట్రాన్స్సెసివర్లు (గన్‌ప్లెక్సర్లు) మరియు స్వయంప్రకటన ద్వారా ఓపెనింగ్ సిస్టమ్లు, బర్గ్లర్ అలర్మ్లు, పోలీసు రేడార్లు, వైలెస్ లాన్లు, కాలిజన్ అవాయిడెన్స్ సిస్టమ్లు, అంటి-లాక్ బ్రేక్లు, పీడియన్ సెఫ్టీ సిస్టమ్లు వంటివి లో వ్యాపకంగా ఉపయోగించబడతాయి.