Gunn டைாட் என்பது என்ன?

Gunn டைாட் என்றால் என்ன?

Gunn டைாட் வரையறை

Gunn டைாட் என்பது p-n இணைப்பு கொண்டிராத ஒரு n-வகை அரைதடியாகும். இது மட்டும் n-வகை அரைதடியாக உள்ளது. Gunn டைாட்டுகள் கலியம் ஆர்சீனை (GaAs), இந்தியம் பாஸ்பேட் (InP), கலியம் நைட்ரைட் (GaN), கட்மியம் டெல்லூரைட் (CdTe), கட்மியம் சல்ஃபைட் (CdS), இந்தியம் ஆர்சீனை (InAs), இந்தியம் அண்டிமோனைட் (InSb) மற்றும் சிங்கு சீலெனைட் (ZnSe) போன்ற பல மூலக்கூறுகளில் உருவாக்கப்படுகின்றன.

சாதாரண உற்பத்தி செயல்முறையில், ஒரு degenerate n+ அடிப்படையில் epitaxial பட்டம் வளர்க்கப்படுகிறது, இதன் மூலம் மூன்று n-வகை அரைதடிகள் (Figure 1a) உருவாகின்றன, இங்கு முன்னும் பின்னும் உள்ள பட்டங்கள் மத்திய செயல்படும் பட்டத்தைவிட கூடுதலாக doped ஆக உள்ளன.

இதன் பின்னர், Gunn டைாட் இரு முனைகளிலும் மெத்தல் தொடர்புகள் உள்ளதாக வழங்கப்படுகிறது, இதன் மூலம் biasing செயல்படுத்தப்படுகிறது. Gunn டைாட் வழியாக மின்சாரம் செயல்படுத்தும் குறியீடு Figure 1b இல் காட்டப்பட்டுள்ளது, இது சாதாரண டைாட்டுகளில் இருந்து வேறுபட்டு உள்ளது, இது p-n இணைப்பின்றி இருப்பதை காட்டுகிறது.

ஒரு DC வோல்டேஜ் Gunn டைாட்டின் மீது செயல்படுத்தப்படும்போது, அதன் பட்டங்களுக்கு இடையே, முக்கியமாக மத்திய செயல்படும் பிரதேசத்தில் ஒரு மின்களவு வளர்கிறது. முதலில், வெளிப்புற பட்டத்திலிருந்து கீழ் வெளிப்புற பிரதேசத்திற்கு இலைகள் நகரும்போது மின்சாரம் அதிகரிக்கிறது.

இதனுடன் இணைந்த V-I வரைபடம் Figure 2 இல் Region 1 (பிங்க் நிறத்தில்) காட்டப்பட்டுள்ளது. இருந்தாலும், ஒரு குறிப்பிட்ட வரம்பு மதிப்பு (Vth) வரை வந்து (Region 2, நீல நிறத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது), Gunn டைாட்டின் மூலம் செலுத்தப்படும் மின்சாரம் குறைகிறது.

இது ஏனெனில், உயர்ந்த வோல்டேஜ்களில் கீழ் வெளிப்புற பிரதேசத்தில் உள்ள இலைகள் அதன் மேல் வெளிப்புற பிரதேசத்திற்கு நகரும், இங்கு அவற்றின் நகர்வு அதிகரிக்கிறது. இந்த நகர்வின் அதிகரிப்பு மின்சாரத்தை குறைப்பதால், டைாட்டின் மூலம் செலுத்தப்படும் மின்சாரம் குறைகிறது.

இதன் போது, டைாட் V-I வரைபடத்தில் ஒரு எதிர்மறை எதிர்ப்பு பிரதேசத்தை பெறுகிறது, இது Peak point முதல் Valley Point வரை விரிவாகிறது. இந்த விளைவு மேலும் transferred electron effect என்று அழைக்கப்படுகிறது, Gunn டைாட்டுகள் Transferred Electron Devices என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன.

மேலும், transferred electron effect என்பது Gunn effect என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது J. B. Gunn என்பவரால் 1963 இல் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, இது n-வகை GaAs அரைதடியின் மீது ஒரு தொடர்ச்சியான வோல்டேஜ் செயல்படுத்தப்படும்போது மைக்ரோவேவ்கள் உருவாக்கப்படுவதை காட்டியது. இங்கு முக்கியமாக Gunn டைாட்டுகள் உருவாக்குவதற்கு n-வகை அரைதடியை மட்டுமே பயன்படுத்த வேண்டும், ஏனெனில் transferred electron effect என்பது இலைகளுக்கு மட்டும் பொருந்தும், அவற்றின் எதிர்மறை பகுதிகளுக்கு பொருந்தாது.

காரணம் GaAs ஒரு மோசமான மின்சாரம், Gunn டைாட்டுகள் அதிக வெப்பத்தை உருவாக்குகின்றன மற்றும் வெப்ப வெளிவிடல் தேவைப்படுகிறது. மைக்ரோவேவ் அளவுகளில், ஒரு மின்சார பெருக்கம் செயல்படும் பிரதேசத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட வோல்டேஜ் மூலம் தொடங்குகிறது. இந்த பெருக்கத்தின் நகர்வு வாய்ப்பு வெளிப்பாட்டை குறைக்கிறது, இதனால் மேலும் பெருக்கங்கள் உருவாக வராது.

ஒரு புதிய மின்சார பெருக்கம் உருவாக வர முடியும் என்பது, முந்தைய பெருக்கம் செயல்படும் பிரதேசத்தின் வெறுமை முனைக்கு வந்து வெளிப்பாட்டை மீண்டும் அதிகரிக்கும்போது மட்டுமே. மின்சார பெருக்கம் செயல்படும் பிரதேசத்தில் நகரும் நேரம், Gunn டைாட்டின் pulse generation rate மற்றும் செயல்பாட்டு அளவை தீர்மானிக்கிறது. நிலையான அளவில் மாற்றத்தை உருவாக்க, மத்திய செயல்படும் பிரதேசத்தின் அளவை மாற்ற வேண்டும்.

மேலும், Gunn டைாட்டின் எதிர்மறை எதிர்ப்பு பிரதேசத்தின் தன்மை அதனை amplifier மற்றும் oscillator ஆக செயல்படுத்தும், இது Gunn diode oscillator அல்லது Gunn oscillator என்று அழைக்கப்படுகிறது.

Gunn டைாட் நல்ல பக்கங்கள்

• அவர்கள் மைக்ரோவேவ்களின் மிக மதிப்பு இல்லாத மூலமாக இருப்பது (klystron tubes போன்ற மற்ற விருப்பங்களை ஒப்பிடும்போது)

• அவர்கள் சிறிய அளவில் இருப்பது

• அவர்கள் ஒரு பெரிய bandwidth மீது செயல்படுகின்றன மற்றும் உயர் frequency stability ஐ பெறுகின்றன.

Gunn டைாட் குறைபாடுகள்

• அவர்கள் உயர் turn-on voltage ஐ கொண்டுள்ளன

• 10 GHz கீழே அவர்கள் குறைந்த செயல்திறன் கொண்டுள்ளன

• அவர்கள் சீரான temperature stability ஐ கொண்டுள்ளன.

Anvendelser

• மைக்ரோவேவ் அளவுகளை உருவாக்கும் electronic oscillators இல்.

• parametric amplifiers இல் pump sources என்பதில்.

• police radars இல்.

• door opening systems, trespass detecting systems, pedestrian safety systems போன்ற சென்சர்களில்.

• automatic door openers, traffic signal controllers போன்ற மைக்ரோவேவ் அளவுகளின் மூலமாக.

• microwave receiver circuits இல்.