Cén tipe diod é Diode Gunn?

Cén é an Diode Gunn?

Míniú ar an Diode Gunn

Is iad diodeanna Gunn ná comhpháirteacha semicóndaitheach dhá thréimhse, ina bhfuil siad déanta as ábhar semicóndaitheach n-doped amháin, in ainneoin dhiodeanna eile atá déanta as p-n junction. Is féidir diodeanna Gunn a dhéanamh ó mhaisitheanna cosúil le Gallium Arsenide (GaAs), Indium Phosphide (InP), Gallium Nitride (GaN), Cadmium Telluride (CdTe), Cadmium Sulfide (CdS), Indium Arsenide (InAs), Indium Antimonide (InSb) agus Zinc Selenide (ZnSe), atá ag comhlíonadh go mór, bunoscionn, bálacha folaíochta sna conduction band.

Is é an modh gnáth-imeachta toiscint ná scuabadh layer epitaxial ar substrate n+ degenerate chun trí réimsí semicóndaitheach n-type a chruthú (Figure 1a), áit a bhfuil na réimsí córasacha go hard-doped i gcomparáid leis an gcroílár gníomhach.

Níos mó, cuireann an diode Gunn teagmhais meatail ag ceithre cinn de na diode chun cúrsaí biasing a chabhraíocht. Tá an símbol circuit don diode Gunn mar a léiríonn Figure 1b agus is é a díbhraithe ón diode ginearálta chun a léiriú nach bhfuil p-n junction ann.

Nuair a chuirtear voltag DC ar diode Gunn, forbraíonn réimse fuilteach tríd a réimsí, go háirithe sa chroílár gníomhach. I dtosach, méadaíonn an conduction mar bhogann elektrónacha ón valence band go dtí an valley ísle den conduction band.

Léirítear an V-I plot a bhaineann leis an gcurv sa Réimse 1 (coloured in pink) de Figure 2. Ach, tar éis teacht ar luach thairiseach (Vth), laghdóidh an currant conduction tríd an diode Gunn mar a léirítear ag an gcurv sa Réimse 2 (coloured in blue) den figure.

Tá sé seo mar gheall, ag voltagtaí airde, nuair a bhogann elektrónacha ón valley ísle den conduction band go dtí an valley airde áit a laghdóidh a n-imníocht mar gheall ar ardú ina mas efective. An laghdú san imníocht laghdóidh an conductivity, rud a chuirpíonn laghdú sa currant atá ag glacadh tríd an diode.

Mar thoradh, léiríonn an diode réimse negative resistance sa V-I characteristic curve, ón Peak point go dtí an Valley Point. Tá an t-efect seo ar a dtugtar transferred electron effect, agus darbhas diodeanna Gunn Transferred Electron Devices freisin.

Is féidir a rá go bhfuil an t-efect transferred electron effect ar a dtugtar freisin Gunn effect agus is é a ainmníodh tar éis J. B. Gunn tar éis a shaothair in 1963 a léirigh gur féidir microwaves a ghiniú le voltage staidéarach a chur ar chip n-type GaAs semicóndaitheach. Ach tá sé tábhachtach a lua go bhfuil an t-ainm a úsáidtear chun diodeanna Gunn a dhéanamh n-type gan dabht mar gur féidir an t-efect transferred electron effect a chur i bhfeidhm do elektrónacha amháin agus ní do holes.

Ós rud é go bhfuil GaAs codaireach an-chúramach, gineann diodeanna Gunn teor an-mhór agus is gá sink teasa. Ag freastal microwave, pulse currant ag dul tríd an gcroílár gníomhach, ag tosnú ag voltag sonrach. Laghdóidh an gluaiseacht pulse an gradient potential, ag coisnéadh pulse nua a chur i bhfeidhm.

Is féidir pulse currant nua a ghiniú nuair a shroicheann an pulse roimhe sin deiridh an croílár gníomhach, ag ardú an gradient potential arís. Is é an t-am a gheobhann an pulse currant chun dul tríd an gcroílár gníomhach a chuireann isteach ar an rata giniúcháin pulse agus an fréamh-operational an diode Gunn. Chun an fréamh oscillation a athrú, ní mór an mearsacht den chroílár gníomhach a athrú.

Is féidir a lua go bhfuil an t-athrú negative resistance a léiríonn an diode Gunn a chabhraíonn leis chun oibriú mar both amplifiers agus oscillators, an latter of which is known as a Gunn diode oscillator or Gunn oscaillator.

Buntáistí na ndiode Gunn

• Tá sé sa fíric gur siad an fhuinniús is saoire de microwaves (i gcomparáid le roghanna eile cosúil le klystron tubes)

• Tá siad compactha ina meadar

• Oibríonn siad ar scála band an-leathan agus tá stabilité fréamha an-ard acu.

Anmhaimeanna na ndiode Gunn

• Tá voltag turn-on airgid orthu

• Is iad níos éifeachtaí faoi 10 GHz

• Léiríonn siad stabilité teasa an-bhréagach.

Úsáid

• I n-oscillators leictreonacha chun microwaves a ghiniú.

• I n-amplifiers parametric mar pump sources.

• I radars polais.

• Mar sensors in door opening systems, trespass detecting systems, pedestrian safety systems, etc.

• Mar fhuinniúis do microwaves in automatic door openers, traffic signal controllers, etc.

• I n-circuits receiver microwave.