Diodi ya Gunn Oscillator: Ni nini? (Teoria & Sifa za Kufanya Kazi)

Nini ni Oscillator ya Diode ya Gunn

Oscillator ya Diode ya Gunn (ambayo inatafsiriwa kama Gunn oscillators au transferred electron device oscillator) ni chanzo rahisi cha nguvu za mikrobha na linajumuisha diode ya Gunn au transferred electron device (TED) kama muundo wake muhimu. Wanafanya kazi kama Reflex Klystron Oscillators. Katika oscillator za Gunn, diode ya Gunn itapewa katika cavity yenye utaratibu. Oscillator wa Gunn unajumuisha viwango viwili muhimu: (i) Bias DC na (ii) Circuit ya tuning.

Jinsi Diode ya Gunn Hunafanya Kazi kama Oscillator

Bias DC

Katika kesi ya diode ya Gunn, tangu bias DC iliyopakuliwa ikigeuka, current huanza kuzidi kwenye hatua ya awali, ambayo hutumika hadi voltage ya threshold. Baada ya hii, current hufanya kusonga chini kama voltage ikigeuka mpaka voltage ya breakdown. Hii ni eneo linalosimamia kutoka peak hadi valley point, linaloitwa negative resistance region (Figure 1).

Sifa hii ya diode ya Gunn pamoja na sifa zake za timing zinamfanya kubehave kama oscillator kama thamani bora ya current itafanyika upande wake. Hii ni kwa sababu, sifa ya negative resistance ya kifaa kunishinda matokeo yoyote ya resistance halisi resistance inapatikana katika circuit.

Hii huachilia kujenga osilasyoni zinazofanana hadi bias DC ipatikana wakati kukuzuia ukuaji wa osilasyoni. Pia, amplitude ya osilasyoni zinazotokana zitawezekana kwa sasa ya negative resistance region kama inavyoonekana Figure 1.

Circuit ya Tuning

Katika kesi ya Gunn oscillators, frequency ya osilasyoni inategemea kwa wingi layer ya active ya gunn diode. Lakini frequency ya resonant inaweza kutunika nje kwa njia ya mechanical au electrical. Katika kesi ya electronic tuning circuit, control inaweza kuleta kwa kutumia waveguide au microwave cavity au varactor diode au YIG sphere.

Hapa diode inaweza kuweka ndani ya cavity kwa njia ambayo inafuta loss resistance ya resonator, kutokana na osilasyoni. Kila upande, katika kesi ya mechanical tuning, ukubwa wa cavity au magnetic field (kwa YIG spheres) inaweza kubadilishwa kwa njia ya mechanical kwa kutumia, kama vile, screw ya adjusting, ili kutunika frequency ya resonant.

Aina hizi za oscillators zinatumika kutengeneza frequencies za mikrobha zinazokuwa kati ya 10 GHz hadi baadhi ya THz, kama inahusu dimensions za resonant cavity. Mara nyingi designs za oscillator zinazotumia coaxial na microstrip/planar zinajumuisha factor ya power chache na ni zisizostabilini kwa temperature. Kila upande, designs za waveguide na dielectric resonator stabilized circuits zina factor ya power mkubwa na zinaweza kufanyika stable kwa temperature, kwa urahisi.

Figure 2 inashow coaxial resonator based Gunn oscillator ambayo inatumika kutengeneza frequencies zinazokuwa kati ya 5 hadi 65 GHz. Hapa tangu voltage Vb ikigeuka, fluctuations zinazotokana na Gunn diode zinazotembea katika cavity kwa kutumia kutokana na end zao kingine na kurudi kwenye starting point wao baada ya time t given by

Ambapo, l ni length ya cavity na c ni speed of light. Kutokana na hii, equation ya resonant frequency ya Gunn oscillator inaweza kutathmini kama

ambapo, n ni number of half-waves zinazoweza kufita katika cavity kwa frequency fulani. Hii n inakuwa kati ya 1 hadi l/ctd ambapo td ni time taken by the gunn diode to respond to the changes in the applied voltage.

Hapa osilasyoni zinanza wakati loading ya resonator inakuwa kidogo zaidi ya maximum negative resistance ya kifaa. Baada ya hii, osilasyoni hizi zinazozidi interms ya amplitude hadi average negative resistance ya diode ya Gunn ikawa sawa na resistance ya resonator baada ya hiyo mtu anaweza kupata osilasyoni zinazofanana. Pia, aina hizi za relaxation oscillators zina capacitor mkubwa capacitor uliogundulika katika diode ya Gunn ili kuzuia burning-out ya kifaa kutokana na signals za amplitude mkubwa.

Mwishowe, ni lazima kusema kwamba Gunn diode oscillators zinatumika kwa ujumla kama radio transmitters na receivers, velocity-detecting sensors, parametric amplifiers, radar sources, traffic monitoring sensors, motion detectors, remote vibration detectors, rotational speed tachometers, moisture content monitors, microwave transceivers (Gunnplexers) na katika kesi za automatic door openers, burglar alarms, police radars, wireless LANs, collision avoidance systems, anti-lock brakes, pedestrian safety systems, etc.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.