Unsa ang Gunn Diode?

Ano ang Gunn Diode?

Pahayag ng Gunn Diode

Ang Gunn diode usa ka pasibong semiconductor device nga may duha ka terminal, nga gisangpot lang og n-doped semiconductor material, kuyog sa uban pa nga diodes nga gisangpot og p-n junction. Ang mga Gunn diode mahimo mokompleto gikan sa materyales sama sa Gallium Arsenide (GaAs), Indium Phosphide (InP), Gallium Nitride (GaN), Cadmium Telluride (CdTe), Cadmium Sulfide (CdS), Indium Arsenide (InAs), Indium Antimonide (InSb) ug Zinc Selenide (ZnSe), nga adunay daghang unang walay laman, malapit nga distansya nga energy valleys sa ilang conduction band.

Ang pangkalahatang proseso sa pagbuhat involbari sa pagbutang og epitaxial layer sa degenerate n+ substrate aron makabuo og tulo ka n-type semiconductor layers (Figure 1a), kung diin ang duol nga layers labi na dako ang concentration sa dopant kumpara sa gitas nga active layer.

Masobra pa, gipasabot ang metal contacts sa duol nga bahin sa Gunn diode aron makatabang sa biasing. Ang circuit symbol para sa Gunn diode sama sa ipakita sa Figure 1b ug lain sa normal nga diode aron makapahimulos sa absence sa p-n junction.

Kung magpakita og DC voltage sa Gunn diode, maka-develop usab og electric field sa iyang layers, partikular sa central nga active region. Sa unang bahin, maoy mosaka ang conduction tungod kay mobiya ang electrons gikan sa valence band patungod sa lower valley sa conduction band.

Ang associated V-I plot ipakita sa curve sa Region 1 (colored in pink) sa Figure 2. Pero, human naabot ang certain threshold value (Vth), mogamay ang conduction current sa Gunn diode sama sa ipakita sa curve sa Region 2 (colored in blue) sa figure.

Kini tungod kay, sa mas taas nga voltages, mobiya ang electrons sa lower valley sa conduction band patungod sa mas taas nga valley kung diin molambo ang ilang effective mass. Ang paglambo sa effective mass mogamay ang mobility, kaya molambo usab ang conductivity, kasama sa paggamay sa current nga nagbiyahe sa diode.

Taliwala ni, ang diode madalumog og negative resistance region sa V-I characteristic curve, gikan sa Peak point hangtod sa Valley Point. Kini nga epekto gitawag og transferred electron effect, ug ang Gunn diodes usab gitawag og Transferred Electron Devices.

Masobra pa, importante nga butangan og atensyon nga ang transferred electron effect usab gitawag og Gunn effect ug gihatagan og pangalan ni John Battiscombe Gunn (J. B. Gunn) human sa iyang discovery sa 1963 nga nagpakita nga makakapag-generate og microwaves sa pag-apil sa steady voltage sa chip nga n-type GaAs semiconductor. Pero, importante nga butangan og atensyon nga ang materyal nga gamiton sa pagbuhat sa Gunn diodes kinahanglan gyud nga n-type tungod kay ang transferred electron effect valid ra sa electrons ug dili sa holes.

Tungod kay ang GaAs usa ka poor conductor, ang Gunn diodes mogenerate og dako nga init ug kinahanglan gyud og heat sink. Sa microwave frequencies, usa ka current pulse mogabiyahe sa active region, gi-initiate sa specific voltage. Kini nga pulse movement mogamay sa potential gradient, nakaprevent sa pag-abli sa bag-ong pulse.

Ang bag-ong current pulse mahimo ra nga maporma kung ang previous pulse naabot sa katapusan sa active region, na-increase ang potential gradient balik. Ang panahon nga gikinahanglan sa current pulse aron mogabiyahe sa active region nagtukod sa pulse generation rate ug operational frequency sa Gunn diode. Aron ibago ang oscillation frequency, kinahanglan i-adjust ang thickness sa central nga active region.

Masobra pa, importante nga butangan og atensyon nga ang nature sa negative resistance nga gidala sa Gunn diode nagpasabot nga makapabilin kini isip amplifier ug oscillator, ang huli gitawag og Gunn diode oscillator o Gunn oscaillator.

Advantages sa Gunn Diode

• Naglakip sa fact nga sila ang cheapest source sa microwaves (kon ikompara sa uban pa nga options sama sa klystron tubes)

• Compact sa size

• Operate sa large bandwidth ug adunay high frequency stability.

Disadvantages sa Gunn Diode

• Adunay taas nga turn-on voltage

• Less efficient sa below 10 GHz

• Exhibit poor temperature stability.

Aplikasyon

• Sa electronic oscillators aron makapag-generate og microwave frequencies.

• Sa parametric amplifiers isip pump sources.

• Sa police radars.

• Isip sensors sa door opening systems, trespass detecting systems, pedestrian safety systems, etc.

• Isip source sa microwave frequencies sa automatic door openers, traffic signal controllers, etc.

• Sa microwave receiver circuits.