Gunn diod nədir?
Gunn diod nədir?
Gunn diod tərifini
Gunn diod, iki terminaldan ibarət pasiv yarıiletken cihazdır və p-n qovşağı olan digər diodlardan fərqli olaraq, yalnız n-tipi yarıiletken materialdan ibarətdir. Gunn diodları, Gallium Arsenide (GaAs), Indium Phosphide (InP), Gallium Nitride (GaN), Cadmium Telluride (CdTe), Cadmium Sulfide (CdS), Indium Arsenide (InAs), Indium Antimonide (InSb) və Zinc Selenide (ZnSe) kimi, əvvəlcə boş olan, yaxın aralıqla yerləşən enerji dəliklərinin olması məhdudunda hazırlanır.
Ümumi istehsal prosesi, degenere n+ bazasında epitaksial qatın yetişdiriləsindən ibarətdir ki, bu da üç n-tipi yarıiletken qatın (Şəkil 1a) formalanmasına səbəb olur. Bu qatlardan ən həddələrindəki ağır dozlaşmış, əsas aktiv qat ilə müqayisədə daha az dozlaşmışdır.
Daha sonra, Gunn diodun hər iki ucu metal kontaktlarla təchiz edilir ki, biaslanma imkanı olsun. Gunn diodun şəbək simvolu Şəkil 1b-də göstərilən kimi olur və p-n qovşağın olmamasını göstərmək üçün normal dioddan fərqlənir.
DC voltaj Gunn dioda tətbiq edildikdə, onun qatlarında, xüsusilə mərkəzi aktiv sahəsində elektrik sahası yaranır. Əvvəlcə, elektronlar valent zonadan konduksiya zonasının aşağı dəliyinə keçdiyi zaman konduksiya artır.
Bu ilə bağlı V-I qrafiki Şəkil 2-dəki Region 1 (pınlı rəngdə) tərəfindən göstərilir. Amma, belə bir məhdudi dəyərə (Vth) çatdıqdan sonra, Gunn diodun vasitəsilə gecən konduksiya cürriyyatı, Şəkilin Region 2 (mavi rəngdə) tərəfindən göstərilən kəmiyyətlə azalır.
Bu, yüksək voltajda konduksiya zonasının aşağı dəliyindəki elektronların, effektiv küləyinin artırılması səbəbindən mobililiyinin azaldığı yüksək dəliyinə keçdiyindən ilə baş verir. Mobililiyin azalması, konduksiyanın azalmasına və diodun vasitəsilə gecən cürriyyatın azalmasına səbəb olur.
Nəticədə, diod V-I xarakteristikası qrafiğində Qubbe Nöqtəsindən Dəli Nöqtəsinə qədər mənfi direnç bölgəsini göstərir. Bu effekt, transfer edilmiş elektron effekti adlandırılır və Gunn diodları Transfer Edilmiş Elektron Cihazları kimi də tanınırlar.
Davam edərək, transfer edilmiş elektron effektinin, John Battiscombe Gunn (J. B. Gunn) tərəfindən 1963-cü ildə, n-tipi GaAs yarıiletken çipinə sabit voltaj tətbiq edərək mikrodalga generasiyasını mümkün etdiyini göstərdiyi dəyərləndirməsi əslində Gunn effekti adlanır. Amma, Gunn diodları istehsal etmək üçün istifadə edilən materialın mutlaka n-tipi olması ehtiyacı var, çünki transfer edilmiş elektron effekti yalnız elektronlar üçün, qapanışlar üçün deyil, yaxşıdır.
Çünki GaAs zəif idman olduğu üçün, Gunn diodları çox isti axıta bilir və soğutucuya ehtiyac duyar. Mikrodalga tezliklərində, aktif sahədən keçən cürriyyat impulsu, müəyyən bir voltajda başlayır. Bu impulsın hərəki etməsi, potensial gradientini azaltır və yeni impulsın formalaşmasını əngəlləyir.
Yeni cürriyyat impulsu, əvvəlki impuls aktiv sahənin uzaq ucuna çatdıqda, potensial gradienti yenidən artırıldığında formalaşabilir. Cürriyyat impulsunun aktiv sahədən keçməsi muddəti, impulsın formalaşma tezliyini və Gunn diodun işləmə tezliyini müəyyən edir. Titreyen tezlikləni dəyişmək üçün, mərkəzi aktiv sahənin qalınlığı ayarlanmalıdır.
Davam edərək, Gunn diodun göstərdiyi mənfi direnç növü, onun amplitudlu və titreyici kimi çalışmasına imkan verir, sonuncu isə Gunn diod titreyicisi və ya Gunn titreyicisi kimi tanınır.
Gunn diodun üstünlükləri
Mikrodalga sərcəyələrinin (klystron lüllələri kimi digər variantlara nisbətən) ən ucuz mənbə olduğudur.
Onlar kompakt ölçülüdür.
Onlar geniş frekvans bantında işləyib və yüksək frekvans stabilliyinə malikdir.
Gunn diodun dezavantajları
Onların yüksək aktivasiya voltajı var.
Onlar 10 GHz-dan aşağıda az effektivdir.
Onlar yaxşı temperatur stabilliyinə malik deyil.
Tətbiqlər
Elektron titreyicilərdə mikrodalga tezliklərinin generasiyası üçün.
Parametrik amplifikatorlarda pompalama mənbəsi kimi.
Polis radarlarında.
Qapı açma sistemlərində, qanun-xari sızıntı algılama sistemlərində, yaya təhlükəsizlik sistemlərində və s. sensordan.
Avtomatik qapı açma sistemlərində, trafik işarələmə kontrollerində və s. mikrodalga tezlik mənbəsi kimi.
Mikrodalga qəbul circuitlərində.
