Hvað er Gunn-spenningsdíóð?

Hvað er Gunn-dioda?

Skilgreining á Gunn-diodu

Gunn-dioda er passíf tveggja-terminala sementhrengsgerð sem er samsett af einungis n-dóttum sementhrengsmatri. Þetta er ólíkt öðrum diódum sem innihalda p-n skurð. Gunn-diódur geta verið gerðar af efnum sem hafa margar, upphaflega tóm, nærliggjandi orkugilf í þeirra gildandi bándi eins og Gallium Arsenide (GaAs), Indium Phosphide (InP), Gallium Nitride (GaN), Cadmium Telluride (CdTe), Cadmium Sulfide (CdS), Indium Arsenide (InAs), Indium Antimonide (InSb) og Zinc Selenide (ZnSe).

Almenn framleiðslufærsla fer eftir því að gro viðværi lag á degenerertu n+ undirlagi til að mynda trír n-gerðir sementhrengslögg (Mynd 1a), þar sem ytri lögg eru mjög dótt en miðlungs virka lagið.

Þá eru metallegrar veittar á báðum endum Gunn-diódunnar til að auðvelda spenna. Myndmerkið fyrir Gunn-dioda er sýnt í Mynd 1b og er ólíkt venjulegri diódu til að merkja frávik p-n skurðs.

Þegar DC spenna er beðin á Gunn-diodu, þá myndast rafstöðvar í gegnum hana, sérstaklega í miðlungs virka svæðinu. Upprunalega, stigur heilsu eykur þegar elektrón veltast úr valensbándi í neðri gildandi gilf.

Tilheyrandi V-I plot er sýnt með ferli í Svæði 1 (lit á ljosrosa) í Mynd 2. Eftir að hún er kominn að ákveðnu þröskspennu (Vth), minnkar heilsustigur í gegnum Gunn-dioduna eins og sýnt er með ferli í Svæði 2 (lit á blátt) í myndinni.

Þetta er vegna þess að við hárra spennur færist elektrón í neðri gildandi gilfi í hára gildandi gilfi þar sem hreyfingarmikið lýkur vegna aukins raunverulegs massa. Mínkun á hreyfingarmiki mínnkar geleðni sem leiðir til að heilsustigur minnkar.

Sem niðurstaða, sýnir diódan neikvæð viðbótarspenna í V-I einkennimyndinni, sem spennir frá Toppunkt til Dalpunkts. Þetta áhrif kallast hreyfingar á elektrón, og Gunn-diódur eru einnig kölluð Hreyfingar-Elektrón-Gerðir.

Aðeins skal athuga að hreyfingar á elektrón kallað er Gunn áhrif og er nefnd eftir John Battiscombe Gunn (J. B. Gunn) eftir hans uppgötvun árið 1963 sem sýndi að mikrovala væri mögulegt að framleiða með því að beita jafnþétt spenna á chip af n-gerð GaAs sementhrengsmatri. Þó sé mikilvægt að athuga að efnið sem notast við til að framleiða Gunn-diódur verður að vera af n-gerð vegna þess að hreyfingar á elektrón gilda eingöngu fyrir elektrón en ekki fyrir hól.

Þar sem GaAs er slæmur gefandi, myndast of mikið hiti í Gunn-diódum og þarf hitaskipti. Á mikrovalafrekvenci fer straumspurn yfir virka svæðið, byrjað á ákveðinni spennu. Færslan minnkar potensialhrad, sem hindrar frekari færslur.

Ný straumspurn getur aðeins verið framleidd þegar fyrri spurn kemur að lokinu af virku svæðinu, sem aukar potensialhrad aftur. Tíminn sem tekur straumspurn til að ferðast yfir virka svæðið ákvarðar færsluvinnslu og virkningsfrekvens Gunn-diódunnar. Til að breyta svifningartíma, verður að stilla þykkt miðlungs virka svæðisins.

Athugið að neikvæða viðbótarspennum sem Gunn-dioda sýnir leyfir að hún vinna sem bæði forstækkari og svifari, seinni kallaður Gunn-dioda svifari eða Gunn-svifari.

Forsendur Gunn-diódunnar

• Liggur í því að það er billigtasta uppruni mikrovala (samantekt við aðra valkosti eins og klystron-rör)

• Þær eru smáar í stærð

• Þær vinna yfir stórt brefsbili og hafa hár frekvensstöðugleika.

Upphafi Gunn-diódunnar

• Þær hafa hár virkjanarspenna

• Þær eru lægra virknar en 10 GHz

• Þær sýna slæmar hitastöðugleika.

Notkun

• Í rafmagnsvælingum til að framleiða mikrovalafrekvens.

• Í parametrar forstækkanar sem pumpakildir.

• Í lögreglavélum.

• Sem snjallar í dyraverkum, brottnetekningarkerfum, ganganda öryggis kerfum o.s.frv.

• Sem mikrovalakildir í sjálfvirka dyraverkum, umferðarstjórnunarkerfum o.s.frv.

• Í mikrovalamóttökakerfum.