Oscilator Diod Gunn: Apakah itu? (Teori & Prinsip Kerja)

Apakah Gunn Diode Oscillator?

Oscillator Gunn Diode (juga dikenali sebagai Gunn oscillator atau alat pemindahan elektron oscillator) adalah sumber daya gelombang mikro yang murah dan terdiri daripada dioda Gunn atau alat pemindahan elektron (TED) sebagai komponen utamanya. Mereka melakukan fungsi yang serupa dengan Reflex Klystron Oscillators. Dalam oscillator Gunn, dioda Gunn akan ditempatkan dalam rongga resonan. Oscillator Gunn terdiri daripada dua komponen utama: (i) Bias DC dan (ii) Litar penalaan.

Cara Kerja Dioda Gunn Sebagai Oscillator

Bias DC

Dalam kes dioda Gunn, apabila bias DC yang dikenakan meningkat, arus mula bertambah pada peringkat awal, yang berterusan hingga voltan ambang. Selepas ini, arus terus jatuh manakala voltan meningkat sehingga voltan penghancuran dicapai. Kawasan ini yang merangkumi dari puncak ke titik lembah, dipanggil kawasan rintangan negatif (Gambaraj 1).

Sifat ini dari dioda Gunn bersama dengan sifat masaannya menyebabkannya bertindak sebagai oscillator jika nilai optimum arus mengalir melaluinya. Ini kerana, sifat rintangan negatif peranti itu meniadakan kesan sebarang rintangan nyata yang wujud dalam litar.

Ini menghasilkan osilasi yang berterusan sehingga bias DC hadir sambil mencegah pertumbuhan osilasi. Selanjutnya, amplitud osilasi hasil akan dibatasi oleh had kawasan rintangan negatif seperti yang jelas dalam Gambaraj 1.

Litar Penalaan

Dalam kes oscillator Gunn, frekuensi osilasi bergantung utamanya kepada lapisan aktif tengah dioda Gunn. Walau bagaimanapun, frekuensi resonan boleh ditunaikan secara luaran sama ada secara mekanikal atau elektrik. Dalam kes litar penalaan elektronik, kawalan boleh dibawa oleh menggunakan panduan gelombang atau rongga mikrogelombang atau varactor diode atau sfera YIG.

Di sini dioda diletakkan di dalam rongga sedemikian rupa sehingga ia membatalkan rintangan hilang rongga, menghasilkan osilasi. Di sisi lain, dalam kes penalaan mekanikal, saiz rongga atau medan magnet (untuk sfera YIG) diubah secara mekanikal dengan cara, katakan, sekrup penyesuaian, untuk menetapkan frekuensi resonan.

Jenis-jenis oscillator ini digunakan untuk menghasilkan frekuensi gelombang mikro yang berkisar dari 10 GHz hingga beberapa THz, seperti yang ditentukan oleh dimensi rongga resonan. Biasanya, reka bentuk oscillator berdasarkan koaksial dan mikropita/planar mempunyai faktor kuasa rendah dan kurang stabil dari segi suhu. Di sisi lain, reka bentuk litar berdasarkan panduan gelombang dan resonator dielektrik yang stabil mempunyai faktor kuasa yang lebih besar dan boleh dibuat stabil termal dengan mudah.

Gambaraj 2 menunjukkan oscillator berdasarkan resonator koaksial yang digunakan untuk menghasilkan frekuensi yang berkisar dari 5 hingga 65 GHz. Di sini, apabila voltan Vb berubah, fluktuasi yang disebabkan oleh dioda Gunn bergerak sepanjang rongga untuk dipantulkan dari hujung lainnya dan kembali ke titik asal mereka selepas masa t yang diberikan

Di mana, l adalah panjang rongga dan c adalah laju cahaya. Dari ini, persamaan untuk frekuensi resonan oscillator Gunn boleh diturunkan sebagai

di mana, n adalah bilangan setengah-gelombang yang boleh muat ke dalam rongga untuk frekuensi tertentu. Ini n berkisar dari 1 hingga l/ctd di mana td adalah masa yang diambil oleh dioda Gunn untuk bertindak balas terhadap perubahan dalam voltan yang dikenakan.

Di sini, osilasi bermula apabila beban resonator sedikit lebih tinggi daripada rintangan negatif maksimum peranti. Seterusnya, osilasi ini tumbuh dari segi amplitud sehingga rintangan negatif purata dioda Gunn menjadi sama dengan rintangan resonator, selepas itu satu boleh mendapatkan osilasi yang berterusan. Selain itu, jenis-jenis oscillator relaksasi mempunyai kapasitor yang besar disambungkan di seberang dioda Gunn untuk mengelakkan pembakaran peranti akibat isyarat amplitud yang besar.

Akhir sekali, perlu diingat bahawa oscillator dioda Gunn digunakan secara meluas sebagai pemancar dan penerima radio, sensor pendeteksi halaju, pemampat parametrik, sumber radar, sensor pemantauan trafik, pengesan pergerakan, pengesan getaran jarak jauh, tachometer kelajuan putaran, pemantau kandungan kelembapan, transceiver mikrogelombang (Gunnplexers) dan dalam kes pintu otomatik, alat pengawas rumah, radar polis, LAN tanpa wayar, sistem pengelakan tabrakan, sistem brek anti-kunci, sistem keselamatan pejalan kaki, dll.

Pernyataan: Hormati asal, artikel yang baik berharga dibagikan, jika terjadi pelanggaran hak cipta silakan hubungi untuk menghapus.