O que é Gunn Diode: Construction & Its Working

Em materiais semicondutores GaAs, os elétrons estão presentes em dois estados, como alta massa, baixa velocidade e baixa massa, alta velocidade. Pela demanda de um campo elétrico adequado, os elétrons são forçados a passar de um estado de baixa massa para um estado de alta massa. Neste estado específico, os elétrons podem formar um grupo e se mover a uma taxa consistente que pode causar o fluxo de corrente em uma série de pulsos. Portanto, isso é conhecido como Efeito Gunn, que é usado pelos diodos Gunn. Esses diodos são os melhores e mais freqüentemente disponíveis dispositivos da família TED (dispositivos de elétrons transferidos). Esses tipos de diodos são usados ​​como conversores de CC para micro-ondas com recursos de resistência negativa de GaAs (Arsenieto de Gálio) em massa e precisam de uma fonte de alimentação de tensão estável e típica, com menos impedância para que circuitos complexos possam ser eliminados. Este artigo discute uma visão geral de um diodo Gunn. O que é um diodo Gunn? O diodo Gunn é feito com semicondutor do tipo N porque compreende portadores de carga majoritários como os elétrons. Este diodo usa a propriedade de resistência negativa para produzir corrente em altas frequências. Este diodo é usado principalmente para produzir sinais de microondas em torno de 1 GHz e frequências de RF em torno de 100 GHz. Os diodos Gunn também são conhecidos como TED (dispositivos de elétrons transferidos). Mesmo sendo um diodo, os dispositivos não possuem uma junção PN, mas incluem um efeito chamado Efeito Gunn. Diodo GunnEste efeito foi nomeado com base no inventor JB Gunn. Esses diodos são muito simples de usar, eles formam uma técnica de baixo custo para gerar sinais de RF de microondas, frequentemente sendo colocados em um guia de ondas para fazer uma cavidade ressonante fácil. O símbolo do diodo Gunn é mostrado abaixo.Construção do diodo Gunn da SymbolA fabricação do diodo Gunn pode ser feita com um semicondutor do tipo N. Os materiais que são usados ​​com mais frequência são GaAs (arsenieto de gálio) e InP (fosfeto de índio) e outros materiais têm sido utilizados como Ge, ZnSe, InAs, CdTe, InSb. É essencial utilizar material do tipo n porque o efeito do elétron transferido é simplesmente apropriado para elétrons e não para buracos encontrados em um material do tipo p. Neste dispositivo, existem 3 regiões principais que são chamadas de áreas superior, inferior e intermediária.Construção O método geral para fabricar este diodo é crescer & camada epitaxial em um substrato degenerado n +. A espessura da camada ativa varia de poucos mícrons a 100 mícrons e o nível de dopagem dessa camada varia de 1014cm-3 a 1016cm-3. Mas este nível de dopagem é significativamente baixo, o qual é usado para as regiões superior e inferior do dispositivo. Com base na frequência necessária, a espessura mudará. A deposição da camada n + pode ser feita epitaxialmente, de outra forma dopada por meio de implantação de íons. Ambas as áreas deste dispositivo, como superior e inferior, são dopadas profundamente para fornecer n + material. Isso fornece as regiões de alta condutividade necessárias para as conexões em direção ao dispositivo. Geralmente, esses dispositivos são colocados em um suporte condutor ao qual é feita a conexão de um fio. Esse suporte também pode funcionar como um dissipador de calor, o que é perigoso para remover o calor. A outra conexão do terminal do diodo pode ser feita através de uma conexão de ouro que é depositada na superfície do pináculo. Aqui, a conexão de ouro é necessária devido à sua alta condutividade e estabilidade relativa. Durante a fabricação, o dispositivo de material deve estar livre de defeitos e também incluir uma gama extremamente consistente de dopagem. Funcionamento do Diodo GunnO princípio de funcionamento de um diodo Gunn depende principalmente do Efeito Gunn. Em alguns materiais como InP e GaAs, uma vez que um nível de limiar é atingido por meio de um campo elétrico dentro do material, a mobilidade dos elétrons diminuirá simultaneamente. Quando o campo elétrico aumenta, a resistência negativa é gerada. Uma vez que a intensidade de um campo elétrico para o material GaAs atinge seu valor significativo no eletrodo negativo, a região de baixa mobilidade de elétrons pode ser formada. Esta região se move através da velocidade média dos elétrons para o eletrodo + Ve. O diodo Gunn inclui uma região de resistência negativa em suas características CV. Uma vez que o valor significativo é alcançado através do eletrodo GaAs negativo, então haverá uma região através da mobilidade de elétrons baixos. Depois disso, ele mudará para o eletrodo positivo. Uma vez que encontra um domínio de campo elétrico forte através do eletrodo positivo no eletrodo negativo, então um tipo cíclico da região para menos mobilidade de elétrons, bem como o campo elétrico alto, começará a se recriar. A natureza cíclica desse incidente produz oscilações com frequências de 100 GHz. Uma vez que esse valor exceda, as oscilações começarão a desaparecer rapidamente. Características As características do diodo Gunn mostram uma área de resistência negativa em sua curva característica VI mostrada abaixo. Portanto, esta região permite que o diodo amplifique os sinais, para que possa ser usado em osciladores e amplificadores. Porém, os osciladores de diodo Gunn são usados ​​com mais frequência.Características do diodo GunnAqui, a área de resistência negativa no diodo Gunn nada mais é do que uma vez que o fluxo de corrente aumenta, a tensão cai. Esta fase reversa permite que o diodo funcione como um oscilador e um amplificador. O fluxo de corrente neste diodo aumenta através da tensão DC. Em uma extremidade específica, o fluxo de corrente começará a diminuir, então isso é chamado de ponto de pico ou ponto limite. Uma vez que o ponto limite é cruzado, o fluxo de corrente começará a reduzir para criar uma região de resistência negativa dentro do diodo. Modos de operação do diodo GunnA operação de um diodo Gunn pode ser feita em quatro modos que incluem o seguinte. ModeLSA Oscillation ModeBias Circuit Oscillation ModeModo de oscilação de Gunn O modo de oscilação de Gunn pode ser definido na área onde a soma da frequência pode ser multiplicada por comprimentos de 107 cm / s. A soma da dopagem pode ser multiplicada pelo comprimento é superior a 1012 / cm2. Nesta região, o diodo não é estável devido à formação de cíclico, seja no domínio de alto campo e na camada de acumulação. Modo de amplificação estável Este tipo de modo pode ser definido na área onde a soma da frequência vezes o comprimento é 107 cm / seg e o O comprimento do produto de dopagem para intervalos de tempo de 1011 e 1012 / cm2.LSA Oscillation ModeEste tipo de modo pode ser definido na área onde a soma dos tempos de comprimento de frequência é 107 cm / s e o quociente de doping pode ser dividido através dos intervalos de frequência de 2 × 104 e 2 × 105.Bias Circuit Oscillation ModeEste tipo de modo ocorre simplesmente quando ocorre a oscilação LSA ou Gunn. Geralmente, é a área onde o produto do tempo da freqüência é muito pequeno para aparecer dentro da figura. Uma vez que a polarização de um diodo em massa é feita até o limite, a corrente média cai repentinamente quando a oscilação de Gunn começa. Circuito oscilador de diodo GunnO diagrama do circuito do oscilador de diodo Gunn é mostrado abaixo. A aplicação do diagrama de diodo Gunn mostra uma região de resistência negativa. A resistência negativa por meio da capacitância parasita e da indutância do cabo pode resultar em oscilações.Circuito oscilador de diodo Gunn Na maioria dos casos, o tipo de oscilação de relaxamento incluirá uma grande amplitude que danificará o diodo. Portanto, um grande capacitor é usado no diodo para evitar essa falha. Essa característica é usada principalmente para projetar osciladores em frequências superiores que variam de bandas de GHz a THz. Aqui, a frequência pode ser controlada adicionando um ressonador. No circuito acima, o equivalente de circuito concentrado é um guia de ondas ou linha de transmissão coaxial. Aqui, os diodos GaAs Gunn são acessíveis para operação que varia de 10 GHz a 200 GHz com potência de 5 MW a 65 MW. Esses diodos também podem ser usados ​​como amplificadores. Vantagens As vantagens do diodo Gunn incluem o seguinte. Este diodo está disponível em tamanho pequeno e portátil. -relação de sinal (NSR) porque é protegido de incômodo de ruído. Inclui grande largura de banda. Desvantagens. As desvantagens do diodo Gunn incluem o seguinte. A estabilidade de temperatura deste diodo é fraca. a eficiência é baixa abaixo de 10 GHz. Ligue a tensão deste dispositivo é alta. O ruído de FM é alto para aplicações específicas. A faixa de ajuste é alta. Aplicações. As aplicações do diodo Gunn incluem o seguinte. Esses diodos são usados ​​como osciladores e amplificadores. É usado em microeletrônica como equipamento de controle .Estes são usados ​​em militares, fontes comerciais de radar e comunicação de rádio. Este diodo é usado no gene de diodo Gunn pulsado rators.Na microeletrônica, esses diodos são utilizados como dispositivos de controle rápido para modulação de feixe de laser. Usados ​​em radares policiais. Esses diodos são aplicáveis ​​em tacômetros. São usados ​​como fontes de bomba em amplificadores paramétricos. Usados ​​em sensores para detectar diferentes sistemas, como abertura de porta, detecção de invasão e segurança de pedestres, etc. É usado em radares Doppler de onda ininterrupta. É amplamente usado em transmissores de link de dados de relé de micro-ondas. É usado em osciladores eletrônicos para gerar frequências de micro-ondas. Portanto, trata-se de uma visão geral do diodo Gunn e seu funcionamento. Esses tipos de diodos também são chamados de TED (Dispositivo Eletrônico Transferido). Geralmente, eles são usados ​​para oscilações de alta frequência. Aqui está uma pergunta para você, o que é o efeito Gunn?

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