گن ڈائیوڈ آسیلیٹر کیا ہے؟
گن ڈائیوڈ آسیلیٹر
گن ڈائیوڈ آسیلیٹر (جسے گن آسیلیٹرز یا منتقل شدہ الیکٹران دستیاب آسیلیٹر بھی کہا جاتا ہے) مائیکروویو طاقت کا ایک سستا ذریعہ ہے اور اس کا بنیادی حصہ گن ڈائیوڈ یا منتقل شدہ الیکٹرون دستیاب (TED) ہوتا ہے۔ یہ ریفلکس کلیسٹرون آسیلیٹرز کی طرح عمل کرتے ہیں۔
گن آسیلیٹرز میں، گن ڈائیوڈ کو تالیندہ کیویٹی میں رکھا جاتا ہے۔ ایک گن آسیلیٹر کے دو اہم مفاصل ہوتے ہیں: (i) ڈی سی بائیس اور (ii) ٹیوننگ سرکٹ۔
گن ڈائیوڈ کیسے آسیلیٹر کے طور پر کام کرتا ہے ڈی سی بائیس
گن ڈائیوڈ میں، جب لگایا گیا ڈی سی بائیس بڑھتا ہے تو کرنٹ ابتدائی طور پر بڑھتا ہے جب تک کہ یہ آستانہ ولٹیج تک نہ پہنچ جائے۔ اس کے بعد، جب ولٹیج بریک ڈاؤن ولٹیج تک بڑھتی ہے تو کرنٹ کم ہوتا ہے۔ اس رفتار کی سمت کی عمارت کو منفی رزسٹنس خطہ کہا جاتا ہے۔
گن ڈائیوڈ کی منفی رزسٹنس ظاہر کرنے کی صلاحیت، اس کی ٹائمنگ خصوصیات کے ساتھ مل کر اسے آسیلیٹر کے طور پر کام کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ یہ ایسا ہوتا ہے کیونکہ منفی رزسٹنس کوئی حقیقی رزسٹنس کو مقابلہ کرتا ہے، جس سے کرنٹ کا مطلوبہ فلو ممکن ہوجاتا ہے۔
یہ لگاتار تالیندہ کرنٹ کی تولید کرتا ہے جب تک ڈی سی بائیس برقرار رہتا ہے، حالانکہ ان تالیندہ کرنٹ کی شدت منفی رزسٹنس خطہ کے حدود کے درمیان محدود ہوتی ہے۔
ٹیوننگ سرکٹ
گن آسیلیٹرز کے مورد میں، تالیندہ کرنٹ کی تعدد زیادہ تر گن ڈائیوڈ کے وسطی فعال لیئر پر منحصر ہوتا ہے۔ تاہم تالیندہ تعدد کو باہر سے مکینکل یا الیکٹریکل طریقے سے ٹیون کیا جا سکتا ہے۔ الیکٹرانک ٹیوننگ سرکٹ کے مورد میں، کنٹرول مائیکروویو کیویٹی یا ویری ایکٹر ڈائیوڈ یا YIG سپیئر کا استعمال کر کے لاگو کیا جا سکتا ہے۔
یہاں ڈائیوڈ کو کیویٹی کے اندر ایسے طور پر مونٹ کیا جاتا ہے کہ یہ ریزونٹر کی لوگ لوس رزسٹنس کو کنسل کرتا ہے، تالیندہ کرنٹ کی تولید کرتا ہے۔ دوسری طرف، مکینکل ٹیوننگ کے مورد میں، کیویٹی کا سائز یا میگنیٹک فیلڈ (YIG سپیئرز کے لیے) مکینکل طور پر، مثلاً ایک ایڈجسٹنگ سکرو کے ذریعے، تالیندہ تعدد کو ٹیون کرنے کے لیے تبدیل کیا جاتا ہے۔
ان قسم کے آسیلیٹرز کو 10 GHz سے لے کر کچھ THz تک مائیکروویو تعدد کی تولید کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جو ریزونٹ کیویٹی کے ابعاد کے ذریعے ڈھونڈا جاتا ہے۔ عام طور پر کواکسیل اور مائیکروسٹرپ/پلانر مبنی آسیلیٹر ڈیزائن کا طاقت کا فیکٹر کم ہوتا ہے اور درجہ حرارت کے لحاظ سے کم پائیدار ہوتا ہے۔
دیگر طرف، مائیکروویو گائیڈ اور ڈائییلیکٹرک ریزونٹر استحکامی سرکٹ ڈیزائن کا طاقت کا فیکٹر زیادہ ہوتا ہے اور اسے بہت آسانی سے درجہ حرارت کے لحاظ سے پائیدار بنایا جا سکتا ہے۔شکل 2 میں 5 سے 65 GHz تک کی تعدد کی تولید کے لیے استعمال ہونے والے کواکسیل ریزونٹر مبنی گن آسیلیٹر کو ظاہر کیا گیا ہے۔ یہاں جب لگایا گیا ولٹیج Vb تبدیل ہوتا ہے تو گن ڈائیوڈ کی جانب سے پیدا ہونے والی تالیندہ کرنٹ کی فلکٹیشن کیویٹی کے اوپر کے سرے سے ٹکرا کر اپنے شروعاتی نقطہ تک واپس پہنچتی ہے جس کا وقت t ہوتا ہے جو
جہاں l کیویٹی کی لمبائی ہے اور c روشنی کی رفتار ہے۔ اس سے گن آسیلیٹر کی تالیندہ تعدد کی مساوات نکالی جا سکتی ہے
جہاں n کسی دیئے گئے تعدد کے لیے کیویٹی میں فٹ ہونے والے نصف لہروں کی تعداد ہے۔ یہ n 1 سے l/ct d تک ہوتا ہے جہاں td گن ڈائیوڈ کے لیے لگایا گیا ولٹیج میں تبدیلی کے لیے جواب دینے کا وقت ہے۔
یہاں تالیندہ کرنٹ اس وقت شروع ہوتا ہے جب ریزونٹر کی لوڈنگ کم از کم ڈیوائس کی زیادہ سے زیادہ منفی رزسٹنس سے کچھ زیادہ ہوتی ہے۔ پھر یہ تالیندہ کرنٹ شدت کے لحاظ سے بڑھتے ہیں جب تک کہ گن ڈائیوڈ کی اوسط منفی رزسٹنس ریزونٹر کی رزسٹنس کے برابر نہ ہو جس کے بعد مستقل تالیندہ کرنٹ حاصل کیے جا سکتے ہیں۔
مذکورہ بالا کی طرح کے ریلیکشن آسیلیٹرز کے پاس گن ڈائیوڈ کے پر یک بڑا کیپیسٹر کنکٹ ہوتا ہے تاکہ بڑی شدت کی سگنل کی وجہ سے ڈیوائس کی جلن کو روکا جا سکے۔ آخر میں، یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ گن ڈائیوڈ آسیلیٹرز کو ریڈیو ٹرانسمیٹرز اور ریسیورز، رفتار کا پتہ لگانے والے سینسرز، پیرامیٹرک ایمپلی فائرز، ریڈار کے ذریعہ، ٹریفک مانیٹرنگ سینسرز، موشن ڈیٹیکٹرز، ریموٹ ویبریشن ڈیٹیکٹرز، گردش کی رفتار کے ٹیکھومیٹرز، نمی کی مقدار کے مانیٹرز، مائیکروویو ٹرانسیورر (گنپلیکسرز) اور آٹومیٹک دروازے کھولنے کے لیے، چوری کے آلارمز، پولیس ریڈار، وائرلیس LANs، کولیژن ایویڈنس سسٹم، انٹی-لک بریکس، پیڈسٹرین سیفٹی سسٹم وغیرہ کے طور پر وسیع طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔
