ਗੰ ਡਾਇਓਡ ਕੀ ਹੈ?

ਗੈਨ ਡਾਇਓਡ ਕੀ ਹੈ?

ਗੈਨ ਡਾਇਓਡ ਦਰਿਆਫ਼

ਗੈਨ ਡਾਇਓਡ ਇੱਕ ਪਾਸਿਵ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਉਪਕਰਣ ਹੈ ਜਿਸ ਦੇ ਦੋ ਟਰਮੀਨਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਸਿਰਫ n-ਡੋਪ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਮੱਟੀਰੀਅਲ ਨਾਲ ਬਣਿਆ ਹੋਇਆ ਹੈ, ਜਿਸ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਵਿੱਚ ਹੋਰ ਡਾਇਓਡ p-n ਜੰਕਸ਼ਨ ਨਾਲ ਬਣੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਗੈਨ ਡਾਇਓਡ ਗੈਲੀਅਮ ਆਰਸੈਨਾਈਡ (GaAs), ਇੰਡੀਅਮ ਫਾਸਫਾਈਡ (InP), ਗੈਲੀਅਮ ਨਾਇਟਰਾਈਡ (GaN), ਕੈਡਮੀਅਮ ਟੈਲੁਰਾਈਡ (CdTe), ਕੈਡਮੀਅਮ ਸੁਲਫਾਈਡ (CdS), ਇੰਡੀਅਮ ਆਰਸੈਨਾਈਡ (InAs), ਇੰਡੀਅਮ ਐੈਂਟੀਮੋਨਾਈਡ (InSb) ਅਤੇ ਜਿੰਕ ਸੇਲੇਨਾਈਡ (ZnSe) ਜਿਹੜੇ ਮੱਟੀਰੀਅਲ ਨਾਲ ਬਣਾਏ ਜਾ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਕੰਡਕਸ਼ਨ ਬੈਂਡ ਵਿੱਚ ਮੁਢਲਾ ਖਾਲੀ, ਘਣੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕੁਝ ਊਰਜਾ ਵਾਲੇ ਵੇਲੀਆਂ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।

ਅਮੂਰਤ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਨਿਰਮਾਣ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਇੱਕ ਏਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਲੈਅਰ ਦੀ ਵਧਵਾਦ ਦੁਆਰਾ ਹੋਣੀ ਚਾਹੀਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਇੱਕ ਨਿਗੜਨੀ ਨ+ ਸਬਸਟ੍ਰੇਟ 'ਤੇ ਉਭਰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਤੀਹ n-ਟਾਈਪ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਲੈਅਰ ਬਣਦੇ ਹਨ (ਫਿਗਰ 1a), ਜਿਥੇ ਅੱਠੇਲੀ ਲੈਅਰ ਮਿਦਲੀ, ਸਕਟੀਵ ਲੈਅਰ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਘਣੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਡੋਪ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ।

ਇਸ ਦੇ ਬਾਅਦ ਗੈਨ ਡਾਇਓਡ ਦੇ ਦੋਵਾਂ ਛੋਟਿਆਂ ਉੱਤੇ ਮੈਟਲ ਕਾਂਟੈਕਟ ਦਿੱਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ ਤਾਂ ਕਿ ਬਾਈਅਲ ਲਗਾਇਆ ਜਾ ਸਕੇ। ਗੈਨ ਡਾਇਓਡ ਦਾ ਸਰਕਿਟ ਸ਼ੁੱਕਾ ਫਿਗਰ 1b ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਜੋ ਇੱਕ ਸਾਧਾਰਨ ਡਾਇਓਡ ਤੋਂ ਵਿੱਤਲੇ ਹੈ, ਤਾਂ ਕਿ ਇਸ ਦੀ ਵਿੱਤਲੇ ਕੀਤੀ ਜਾਵੇ ਕਿ ਇਸ ਵਿੱਚ p-n ਜੰਕਸ਼ਨ ਨਹੀਂ ਹੈ।

ਜਦੋਂ ਇੱਕ DC ਵੋਲਟੇਜ ਗੈਨ ਡਾਇਓਡ ਉੱਤੇ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਸ ਦੇ ਲੈਅਰਾਂ ਵਿੱਚ, ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਮਿਦਲੀ ਸਕਟੀਵ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਵਿਕਸਿਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਵਿੱਚ, ਕੰਡਕਸ਼ਨ ਵਧਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਵੈਲੈਂਸ ਬੈਂਡ ਤੋਂ ਕੰਡਕਸ਼ਨ ਬੈਂਡ ਦੇ ਨਿਮਨ ਵੇਲੀ ਵਿੱਚ ਚਲਦੇ ਹਨ।

ਸੰਬੰਧਿਤ V-I ਪਲਾਟ ਫਿਗਰ 2 ਦੇ ਰੇਗੀਅਨ 1 (ਗੁਲਾਬੀ ਰੰਗ ਵਿੱਚ) ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਪਰੰਤੂ, ਜਦੋਂ ਇੱਕ ਨਿਰਧਾਰਿਤ ਥ੍ਰੈਸ਼ਹੋਲਡ ਮੁੱਲ (Vth) ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਗੈਨ ਡਾਇਓਡ ਦੇ ਮੱਧ ਦੀ ਕੰਡਕਸ਼ਨ ਧਾਰਾ ਘਟਦੀ ਹੈ, ਜਿਹੜਾ ਫਿਗਰ ਦੇ ਰੇਗੀਅਨ 2 (ਨੀਲੇ ਰੰਗ ਵਿੱਚ) ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ।

ਇਹ ਇਸ ਲਈ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਕਿ ਉੱਚ ਵੋਲਟੇਜ਼ ਦੇ ਨਾਲ, ਕੰਡਕਸ਼ਨ ਬੈਂਡ ਦੇ ਨਿਮਨ ਵੇਲੀ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਉਸ ਦੇ ਉੱਚ ਵੇਲੀ ਵਿੱਚ ਚਲਦੇ ਹਨ, ਜਿੱਥੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਮੁਕਾਬਲਦਾਰੀ ਵਧਦੀ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਕਾਰਗੁਣਾ ਵਿੱਚ ਵਾਧਾ ਹੋਇਆ ਹੈ। ਮੁਕਾਬਲਦਾਰੀ ਵਿੱਚ ਘਟਾਵ ਕੰਡਕਟੀਵਿਟੀ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਡਾਇਓਡ ਦੋਵਾਂ ਦੀ ਧਾਰਾ ਘਟਦੀ ਹੈ।

ਇਸ ਲਈ, ਡਾਇਓਡ ਦੀ V-I ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾ ਵਿੱਚ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਰੇਜਿਸਟੈਂਸ ਦੀ ਇੱਕ ਖੇਤਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਪੀਕ ਪੋਲ ਤੋਂ ਵੇਲੀ ਪੋਲ ਤੱਕ ਫੈਲਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਕਲਾਹਾਂ ਨੂੰ ਟ੍ਰਾਂਸਫੇਰਡ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਇਫੈਕਟ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਗੈਨ ਡਾਇਓਡ ਨੂੰ ਟ੍ਰਾਂਸਫੇਰਡ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਡਿਵਾਈਸਿਜ਼ ਵੀ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਇਸ ਦੇ ਬਾਅਦ ਯਾਦ ਰੱਖਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ ਕਿ ਟ੍ਰਾਂਸਫੇਰਡ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਇਫੈਕਟ ਨੂੰ ਗੈਨ ਇਫੈਕਟ ਵੀ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸ ਨੂੰ ਜੋਹਨ ਬੈਟਸਕੋਂਬ ਗੈਨ (ਜੇ. ਬੀ. ਗੈਨ) ਦੇ ਨਾਂ 'ਤੇ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਜਿਸ ਨੇ 1963 ਵਿੱਚ ਇਹ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਕਿ ਇੱਕ ਸਥਿਰ ਵੋਲਟੇਜ ਨੂੰ n-ਟਾਈਪ GaAs ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਚਿੱਪ ਦੇ ਸਥਾਨ 'ਤੇ ਲਾਗੂ ਕਰਕੇ ਮਾਇਕ੍ਰੋਵੇਵ ਉਤਪਾਦਿਤ ਕੀਤੇ ਜਾ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਪਰੰਤੂ ਇਹ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ ਕਿ ਗੈਨ ਡਾਇਓਡ ਦੇ ਨਿਰਮਾਣ ਲਈ ਇਸਤੇਮਾਲ ਕੀਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਮੱਟੀਰੀਅਲ ਨੂੰ ਜ਼ਰੂਰੀ ਰੀਤੋਂ ਨਾਲ n-ਟਾਈਪ ਹੋਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ, ਕਿਉਂਕਿ ਟ੍ਰਾਂਸਫੇਰਡ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਇਫੈਕਟ ਸਿਰਫ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਾਂ ਲਈ ਅਤੇ ਹੋਲਾਂ ਲਈ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦਾ।

ਕਿਉਂਕਿ GaAs ਇੱਕ ਖਰਾਬ ਕੰਡਕਟਰ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਗੈਨ ਡਾਇਓਡ ਅਧਿਕ ਗਰਮੀ ਉਤਪਾਦਿਤ ਕਰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਇਹ ਹੀਟ ਸਿੰਕ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਮਾਇਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫ੍ਰੀਕੁੈਂਸੀਆਂ ਉੱਤੇ, ਇੱਕ ਧਾਰਾ ਪਲਸ ਇੱਕ ਨਿਰਧਾਰਿਤ ਵੋਲਟੇਜ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਵਿੱਚ ਸਕਟੀਵ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਚਲਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਪਲਸ ਚਲਣ ਦੀ ਵਾਰਤਾ ਪੋਟੈਨਸ਼ੀਅਲ ਗ੍ਰੇਡੀਅਂਟ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਕਿ ਹੋਰ ਪਲਸ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਰੋਕੀ ਜਾਵੇ।

ਇੱਕ ਨਵਾਂ ਧਾਰਾ ਪਲਸ ਸਿਰਫ ਤਦ ਹੀ ਉੱਤਪਾਦਿਤ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਵਾਲਾ ਪਲਸ ਸਕਟੀਵ ਖੇਤਰ ਦੇ ਦੂਰੇ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਪੋਟੈਨਸ਼ੀਅਲ ਗ੍ਰੇਡੀਅਂਟ ਨੂੰ ਫਿਰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ। ਧਾਰਾ ਪਲਸ ਦੀ ਸਕਟੀਵ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਚਲਣ ਲਈ ਸਮਾਂ ਪਲਸ ਉਤਪਾਦਨ ਦੀ ਦਰ ਅਤੇ ਗੈਨ ਡਾਇਓਡ ਦੀ ਑ਪਰੇਸ਼ਨਲ ਫ੍ਰੀਕੁੈਂਸੀ ਨਿਰਧਾਰਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਓਸਲੇਸ਼ਨ ਫ੍ਰੀਕੁੈਂਸੀ ਨੂੰ ਬਦਲਨ ਲਈ, ਮਿਦਲੀ ਸਕਟੀਵ ਖੇਤਰ ਦੀ ਮੋਹਤਾ ਨੂੰ ਸੁਹਾਇਲ ਕੀਤਾ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ।

ਇਸ ਦੇ ਬਾਅਦ ਯਾਦ ਰੱਖਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ ਕਿ ਗੈਨ ਡਾਇਓਡ ਦੀ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਰੇਜਿਸਟੈਂਸ ਦੀ ਪ੍ਰਕ੍ਰਿਤੀ ਇਸ ਨੂੰ ਇੱਕ ਐੰਪਲੀਫਾਈਅਰ ਅਤੇ ਇੱਕ ਓਸਲੇਟਰ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਕੰਮ ਕਰਨ ਦੀ ਸਹੂਲਤ ਦਿੰਦੀ ਹੈ, ਜਿਸਨੂੰ ਗੈਨ ਡਾਇਓਡ ਓਸਲੇਟਰ ਜਾਂ ਗੈਨ ਓਸਲੇਟਰ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਗੈਨ ਡਾਇਓਡ ਦੇ ਫਾਇਦੇ

• ਇਹ ਮਾਇਕ੍ਰੋਵੇਵ ਦੀ ਸ਼ੁਲਕ ਵਿੱਚ ਸਭ ਤੋਂ ਸਸਤੀ ਸੰਸਾਧਨ ਹੈ (ਦੂਜੀਆਂ ਵਿਕਲਪਾਂ, ਜਿਵੇਂ ਕਲਿਸਟ੍ਰਨ ਟੂਬਾਂ ਨਾਲ ਤੁਲਨਾ ਵਿੱਚ)

• ਇਹ ਸ਼ਹਿਰੀ ਹੋਣ ਦੇ ਕਾਰਨ ਛੋਟੇ ਆਕਾਰ ਦੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ

• ਇਹ ਵੱਡੇ ਬੈਂਡਵਿਡਥ ਤੇ ਕਾਰਨ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਉਚੀ ਫ੍ਰੀਕੁੈਂਸੀ ਸਥਿਰਤਾ ਦੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।

ਗੈਨ ਡਾਇਓਡ ਦੇ ਨੁਕਸਾਨ

• ਇਹ ਉੱਚ ਟਰਨ-ਓਨ ਵੋਲਟੇਜ ਦੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ

• ਇਹ 10 GHz ਤੋਂ ਘੱਟ ਉੱਚ ਫ੍ਰੀਕੁੈਂਸੀ ਉੱਤੇ ਕਮ ਕਾਰਗੁਣਾ ਵਾਲੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ

• ਇਹ ਗਰਮੀ ਦੀ ਸਥਿਰਤਾ ਦੇ ਹੱਥ ਨਹੀਂ ਆਉਂਦੇ।

ਉਪਯੋਗ

• ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕ ਓਸਲੇਟਰ ਵਿੱਚ ਮਾਇਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫ੍ਰੀਕੁੈਂਸੀ ਉੱਤਪਾਦਨ ਲਈ।

• ਪੈਰਾਮੈਟ੍ਰਿਕ ਐੰਪਲੀਫਾਈਅਰ ਵਿੱਚ ਪੰਪ ਸੋਰਸ ਲਈ।

• ਪੋਲੀਸ ਰੇਡਾਰ ਵ