গান ডাযোড কি?

গান ডাযোড কি?

গান ডাযোডের সংজ্ঞা

গান ডাযোড হল দুটি টার্মিনাল সমন্বিত একটি পাসিভ সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস, যা শুধুমাত্র n-ধরণের সেমিকন্ডাক্টর উপকরণ দিয়ে তৈরি, অন্যান্য ডাযোডের মতো p-n জাংশন নয়। গান ডাযোড গ্যালিয়াম আর্সেনাইড (GaAs), ইন্ডিয়াম ফসফাইড (InP), গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN), ক্যাডমিয়াম টেলুরাইড (CdTe), ক্যাডমিয়াম সালফাইড (CdS), ইন্ডিয়াম আর্সেনাইড (InAs), ইন্ডিয়াম অ্যান্টিমোনাইড (InSb) এবং জিঙ্ক সেলেনাইড (ZnSe) এর মতো উপকরণ দিয়ে তৈরি করা যেতে পারে, যারা তাদের চালনা ব্যান্ডে বহু, প্রাথমিকভাবে ফাঁকা, ঘন স্থানাংকিত শক্তি উপত্যকা ধারণ করে।

সাধারণ নির্মাণ প্রক্রিয়ায় একটি পরিপূর্ণ n+ সাবস্ট্রেটের উপর এপিটাক্সিয়াল লেয়ার গ্রোথ করা হয় যা তিনটি n-ধরণের সেমিকন্ডাক্টর লেয়ার (চিত্র 1a) গঠন করে, যার মধ্যে প্রান্তিক লেয়ারগুলি মধ্যবর্তী, সক্রিয় লেয়ারের তুলনায় বেশি ডোপড হয়।

আরও গান ডাযোডের দুই প্রান্তে ধাতু সংযোগ প্রদান করা হয় যাতে বাইয়াসিং সুবিধাজনক হয়। গান ডাযোডের সার্কিট সিম্বল চিত্র 1b দ্বারা দেখানো হয় এবং এটি সাধারণ ডাযোডের থেকে আলাদা হয় যাতে p-n জাংশনের অনুপস্থিতি নির্দেশ করা যায়।

একটি ডিসি ভোল্টেজ গান ডাযোডে প্রয়োগ করা হলে, এর লেয়ারগুলির মধ্যে, বিশেষ করে মধ্যবর্তী সক্রিয় অঞ্চলে একটি তড়িৎক্ষেত্র তৈরি হয়। প্রাথমিকভাবে, পরিবহন বাড়তে থাকে যখন ইলেকট্রন ব্যালেন্স ব্যান্ড থেকে চালনা ব্যান্ডের নিম্ন উপত্যকায় স্থানান্তরিত হয়।

সম্পর্কিত V-I প্লট চিত্র 2-এর অঞ্চল 1 (রঙিন পিংক) দ্বারা দেখানো হয়। তবে, একটি নির্দিষ্ট থ্রেশহোল্ড মান (Vth) পৌঁছানোর পর, গান ডাযোড দিয়ে পরিবহন প্রবাহ হ্রাস পায়, যা চিত্রের অঞ্চল 2 (রঙিন নীল) দ্বারা দেখানো হয়।

এটি কারণ, উচ্চ ভোল্টেজে চালনা ব্যান্ডের নিম্ন উপত্যকায় ইলেকট্রনগুলি তাদের উচ্চ উপত্যকায় স্থানান্তরিত হয়, যেখানে তাদের স্থানান্তরিত ভর বৃদ্ধি পাওয়ায় তাদের স্থানান্তরিততা হ্রাস পায়। স্থানান্তরিততার হ্রাস পরিবহনক্ষমতা হ্রাস করে, যা ডাযোড দিয়ে প্রবাহিত প্রবাহকে হ্রাস করে।

আরও লক্ষণীয় যে, স্থানান্তরিত ইলেকট্রন প্রভাবকে গান প্রভাবও বলা হয় এবং এটি জন ব্যাটিসকোম গান (J. B. Gunn) এর নামানুসারে নামকরণ করা হয়েছে, যিনি 1963 সালে দেখিয়েছিলেন যে, একটি n-ধরণের GaAs সেমিকন্ডাক্টর চিপের উপর স্থির ভোল্টেজ প্রয়োগ করে মাইক্রোওয়েভ উৎপন্ন করা যায়। তবে গান ডাযোড তৈরির জন্য ব্যবহৃত উপকরণ অবশ্যই n-ধরণের হতে হবে, কারণ স্থানান্তরিত ইলেকট্রন প্রভাব শুধুমাত্র ইলেকট্রনের জন্য সত্য হয়, ছিদ্রের জন্য নয়।

কারণ GaAs একটি খারাপ পরিবাহী, গান ডাযোড অতিরিক্ত তাপ উৎপন্ন করে এবং একটি তাপ সিঙ্কের প্রয়োজন। মাইক্রোওয়েভ ফ্রিকোয়েন্সিতে, একটি প্রবাহ পালস সক্রিয় অঞ্চল প্রবাহিত হয়, নির্দিষ্ট ভোল্টেজে শুরু হয়। এই পালস প্রবাহ প্রাবল্য হ্রাস করে, যাতে আরও পালস গঠন হতে পারে না।

একটি নতুন প্রবাহ পালস শুধুমাত্র যখন পূর্ববর্তী পালস সক্রিয় অঞ্চলের দূর প্রান্তে পৌঁছায়, প্রাবল্য আবার বৃদ্ধি পায়। প্রবাহ পালস সক্রিয় অঞ্চল প্রবাহিত হওয়ার সময় নির্ধারণ করে পালস উৎপাদন হার এবং গান ডাযোডের পরিচালন ফ্রিকোয়েন্সি। দোলন ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন করতে, মধ্যবর্তী সক্রিয় অঞ্চলের বেধ সম্পর্কিত করতে হবে।

আরও লক্ষণীয় যে, গান ডাযোড দ্বারা প্রদর্শিত নেতিবাচক রোধের প্রকৃতি এটিকে বাড়তি এবং দোলনকারী হিসাবে কাজ করতে দেয়, যাকে গান ডাযোড দোলনকারী বা গান অসিলেটর বলা হয়।

গান ডাযোডের সুবিধাসমূহ

• অন্যান্য বিকল্পগুলির তুলনায় (যেমন ক্লাস্ট্রন টিউব) মাইক্রোওয়েভের সস্তা উৎস হওয়া

• এগুলি আকারে ছোট

• এগুলি বড় ব্যান্ডউইথে পরিচালিত হয় এবং উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলতা প্রদর্শন করে।

গান ডাযোডের অসুবিধাসমূহ

• এগুলির উচ্চ টার্ন-অন ভোল্টেজ রয়েছে

• 10 GHz এর নিচে এগুলি কম দক্ষ

• এগুলি দুর্বল তাপমাত্রা স্থিতিশীলতা প্রদর্শন করে।

ব্যবহার

• ইলেকট্রনিক দোলনকারীতে মাইক্রোওয়েভ ফ্রিকোয়েন্সি উৎপাদনের জন্য।

• প্যারামেট্রিক বাড়তি এবং পাম্প সোর্স হিসাবে।

• পুলিশ রেডারে।

• দরজা খোলা সিস্টেম, অবৈধ প্রবেশ সনাক্তকরণ সিস্টেম, পাদচারী নিরাপত্তা সিস্টেম ইত্যাদি সেন্সর হিসাবে।

• অটোমেটিক দরজা খোলা, ট্রাফিক সিগন্যাল কন্ট্রোলার ইত্যাদি মাইক্রোওয়েভ ফ্রিকোয়েন্সির উৎস হিসাবে।

• মাইক্রোওয়েভ রিসিভার সার্কিটে।