Ганн диоды не?
Ганн диоды деген не?
Ганн диодының анықтамасы
Ганн диоды - бұл p-n жабысы болмаған n-типті сапалы материалдан тұратын екі контактты пассивті полупроводниковий прибор. Ганн диодтар Галий Арсенид (GaAs), Индий Фосфид (InP), Галий Нитрид (GaN), Кадмий Теллурид (CdTe), Кадмий Сульфид (CdS), Индий Арсенид (InAs), Индий Антимонид (InSb) және Цинк Селенид (ZnSe) сызықты бөлшектердің энергиялық үзінділерінде бастапқыда бос, бірақ жақын орналасқан энергиялық қоймалары бар материалдардан жасалуы мүмкін.
Жалпы өндіру процедурасы - бұл дегенерацияланған n+ базада эпитаксиялық деңгейді өстіру арқылы үш n-типті полупроводниковий деңгейлер (Сурет 1a) құрастыру, мұнда крайкі деңгейлер орта, активті деңгейге салыстырғанда қатты доздалған.
Одан әрі, Ганн диодтың екі жағында метал байланыстар қою арқылы биасинге мүмкіндік беріледі. Ганн диодының электрикалық символы Сурет 1b-де көрсетілген және p-n жабысы жоқтығын көрсету үшін нормалды диодтан айырмашылықтай.
Ганн диодқа DC напряжение қолданылғанда, оның деңгейлері арасында, әсіресе орта активті аймақта, электр тартылуы пайда болады. Бастапқыда, электрондар валенттік қойма мен кондуктивті қойманың төменгі қоймасына өту арқылы өткірдік артып кетеді.
Байланысты V-I графигі Сурет 2-дегі Регион 1 (розов түске боялған) кестесінде көрсетілген. Бірақ белгілі бір порогтық мәнге (Vth) жеткен соң, Ганн диод арқылы өткірдік азаяды, бұл Суреттің Регион 2 (көк түске боялған) кестесінде көрсетілген.
Бұл себептері, жоғары напряженияда кондуктивті қойманың төменгі қоймасындағы электрондар оның жоғарғы қоймасына өтеді, мұнда алардың өздерінің массасы артып, өздерінің өткірдігі азайады. Өткірдіктің азайуы өткірдікті азайтады, осылайша диод арқылы өткірдік азайады.
Нәтижесінде, диод V-I характеристикасында Пик нүктесінен Вэлли нүктесіне дейінгі теріс өткірдік аймағын көрсетеді. Бұл эффект трансферленген электрон эффекті деп аталады, Ганн диодтар трансферленген электрон приборлары деп да аталады.
Дәл осылай, трансферленген электрон эффекті Ганн эффекті деп те аталады, бұл Джон Батискомб Ганн (J. B. Gunn) 1963 жылы n-типті Галий Арсенид (GaAs) полупроводниковий чипке тұрақты напряжение қолданылғанда микроволналарды өндіруді ашқаннан кейін аталған. Бірақ маңызды нұсқаулық - Ганн диодтарды өндіру үшін қолданылатын материал әрі n-типті болуы керек, өйткені трансферленген электрон эффекті тек электрондар үшін, әлі де отверстиялар үшін қолданылады.
Галий Арсенид - бұл жаман өткірдік, сондықтан Ганн диодтар көп жылу қалтыратын және жылуды алып тастау үшін жылу қабырғасына қажет. Микроволналық частоталарда, ақырғы напряжение деңгейінде ток импульсы активті аймақта қозғалады. Бұл импульстердің қозғалуы потенциалдық градиентін азайтады, сондықтан қайталануы мүмкін болмайды.
Жаңа ток импульсы тек өткен импульстер активті аймақтың артында жеткенде, потенциалдық градиент қайта артқанда ғана қалыптасады. Ток импульстері активті аймақ арқылы қозғалу уақыты ток импульстерінің қалыптасу темпін және Ганн диодтың қызмет ету частотасын анықтайды. Осцилляция частотасын өзгерту үшін орта активті аймақтың қалыңдығын өзгерту керек.
Ганн диодтың теріс өткірдігінің қасиеттері арқылы ол амплитификатор және осциллятор ретінде қызмет етуі мүмкін, соның ішінде соңғысы Ганн диод осцилляторы немесе Ганн осцилляторы деп аталады.
Ганн диодтардың артықшылықтары
Микроволналардың (мисалы, клістрон трубкаларына салыстырылғанда) ең арзан булакы болуы
Олар компактты өлшемдері
Олар үлкен диапазонда және жоғары частоталық стабилділікке ие.
Ганн диодтардың қасиеттері
Оларда жоғары включение напряжение бар
Олар 10 ГГц-тен төменде әсерсіз
Олардың температуралық стабилділігі жақсы емес.
Қолданылуы
Электрондық осцилляторларда микроволналық частоталарды өндіру үшін.
Параметрлік амплитификаторларда памп булак ретінде.
Полис радарларында.
Есік ачу системаларында, жоғарылау айналымдарын бақылау системаларында, жаяу жүргіншілерді қорғау системаларында және т.б.
Автоматтық есік ачу системаларында, трафик сигналдарын басқару системаларында және т.б. микроволналық частоталардың булак ретінде.
Микроволналық қабылдау цептерінде.
