X’huwa l-Gunn Diode?

X’ih huwa l-Gunn Diode?

Definizzjoni tal-Gunn Diode

Il-Gunn diode hija dispożitiv semikonduċturi passiv b’diż-termini, li tkun magħmula mill-blokk solament minn materjal semikonduċturi n-dopat. Differenziat minn oħra diodes li tkun magħmula mill-p-n junction. Il-diodes ta’ Gunn jistgħu jiġu mgħawġa minn materjal kif Gallium Arsenide (GaAs), Indium Phosphide (InP), Gallium Nitride (GaN), Cadmium Telluride (CdTe), Cadmium Sulfide (CdS), Indium Arsenide (InAs), Indium Antimonide (InSb) u Zinc Selenide (ZnSe).

Il-proċedur għall-manufactura ġenerali tixtri l-epitaxial layer fuq is-sottostant n+ degenerate biex tikbarra tersijiet tal-semikonduċturi n-type (Figure 1a), fejn il-layers estrem huma dopati qishom magħruf mal-layer attiv fil-midja.

Aktar hawnhekk, il-kontatti metalici jingħataw f’l-ewwel u l-aħħar tal-Gunn diode sabiex jisoddisfa l-bias. Is-simbolu tal-kirku għal Gunn diode huwa kif mur fil-Figure 1b u jidfer minn dawk normali biex jindika l-assenza tal-p-n junction.

Meta volt DC japplikawwar fuq il-Gunn diode, jikkonwien camp elettriku flwiesk layers, speċjalment fi r-regjun attiv centrali. F’dak inizjali, l-konduzzjoni t żdied meta l-elektronji jmovu mill-band valenzija għall-valley inferru tal-band konduzzjoni.

Il-graf V-I assoċjat jmur bl-kurva fil-Region 1 (kolurit fl-roża) tal-Figure 2. Isemma, wara ma jirraggiungu certu valur limitu (Vth), il-korrent tal-konduzzjoni permezz tal-Gunn diode tdimminuxxi kif mur bl-kurva fil-Region 2 (kolurit bl-blù) tal-fotografija.

Din għall-ħaġa li, fl-voltijiet akbar, l-elektronji fl-valley inferru tal-band konduzzjoni jmovu ftal-valley akbar fejn il-mobilità tagħhom tidimminuxxi mingħajr l-aument tal-massa effettiva tagħhom. Il-diminuzzjoni fil-mobilità tiddehlinx il-konduzzività li taddi l-diminuzzjoni fil-korrent li qed jagħmel permezz tal-diode.

Bħal riżultat, il-diode jippreżenta reġjun ta’ reżistanza negattiva fil-kurva V-I, li tispenn minn l-Punkt tal-Peak għal l-Punkt tal-Valley. Din l-effetti tissejjaħ l-effetti trasferiti tal-elektron, u l-diodes ta’ Gunn huma ukoll miskuna bħala Dispożitivi tas-Silġ tal-Elektron.

Aktar hawnhekk, għandu jissalvagwardjaw li l-effetti trasferiti tal-elektron huwa ukoll miskun bħala l-effetti ta’ Gunn u jinkella għal John Battiscombe Gunn (J. B. Gunn) wara t-scoperta tiegħu fis-1963 li saret tara li tista’ tgħadil microwaves permezz tal-applicazzjoni ta’ volt steady permezz chip ta’ GaAs semikonduċturi n-type. Isemma huwa importanti li nissalvagwardjaw li l-materjal użu għall-manufactura ta’ diodes ta’ Gunn għandu ikun n-type għax l-effetti trasferiti tal-elektron jappartegnu biss għal elektronji u mhux għal holes.

Skonti li GaAs huwa konduċtur żgħir, id-diodes ta’ Gunn jġeneraw ħafna ħalib u jridu sink tal-ħalib. Fl-frekwenzi microwave, pulz ta’ korrent jmovu permezz il-region attiv, inizjat permezz volt speċifik. L-moviment ta’ din il-pulz jiddiminuxxi l-gradjent potenzjali, prevenend l-formazzjoni tal-pulz addizzjonali.

Pulz ta’ korrent ġdid jistgħu jiġu mgħawġa biss meta l-pulz preċedenti jirriċċevi l-aħħar tal-region attiv, j żdied ix-gradjent potenzjali wkoll. Il-ħin li jmorru l-pulz ta’ korrent permezz il-region attiv jiddetermina l-rata ta’ għeniena tal-pulz u l-frekwenza operattiva tal-Gunn diode. Biex jvarjaw l-frekwenza tal-oskilla, l-għas ir-centrali attiv għandu jikkonsidera.

Aktar hawnhekk, l-natura tal-reżistanza negattiva li tippreżenta l-Gunn diode tħalliha taħdem bħala amplier u oskillator, l-aħħar tal-qujien huwa miskun bħala oskillator ta’ Gunn diode jew oskillator ta’ Gunn.

Avvantaggi tal-Gunn Diode

• Konsisti f’li huma l-ġewwa tal-microwaves (minn l-oħra opzjonijiet kif klystron tubes)

• Hum kompakta fis-siġġar

• Hum operativi fuq bandwidth kbir u jpossiedu stabilità ta’ frekwenza għoli.

Diżavvantaggi tal-Gunn Diode

• Għandhom volt turn-on għoli

• Hum iktar effiċienti aktar minn 10 GHz

• Ippreżentaw stabilità temperaturali żgħira.

Aplikazzjonijiet

• Fl-oscillators elektroniki biex jgħadil frekwenzi microwave.

• Fl-amplifiers parametric kif pump sources.

• Fl-radars tal-polizi.

• Bħal sensors fis-sistemi tal-apertura tal-bieb, sistemi tad-detektar tal-intrus, sistemi ta’ sigurtà tal-pedestrian, etċ.

• Bħal sors għal frekwenzi microwave fis-sistemi tal-apertura automatika tal-bieb, kontrolur tal-segnali tal-traffiku, etċ.

• Fl-circuits ta’ ricevit microwave.