O diodă este un semiconductor cu două terminale componenta electronica care prezintă caracteristici neliniare de curent-tensiune. Permite curent într-o direcție în care rezistența sa este foarte mică (rezistență aproape zero) în timpul polarizării directe. În mod similar, în cealaltă direcție, nu permite curgerea curentului - deoarece oferă o rezistență foarte mare (rezistența infinită acționează ca un circuit deschis) în timpul polarizării inverse.

Gunn Diode

diodele sunt clasificate în diferite tipuri pe baza principiilor și caracteristicilor lor de lucru. Acestea includ dioda generică, dioda Schotty, dioda Shockley, dioda cu curent constant, diodă Zener , Diodă emițătoare de lumină, fotodiodă, diodă tunel, Varactor, tub vid, diodă laser, diodă PIN, diodă Peltier, diodă Gunn și așa mai departe. Într-un caz special, acest articol discută despre funcționarea, caracteristicile și aplicațiile diodei Gunn.

Ce este o diodă Gunn?

O diodă Gunn este considerată ca un tip de diodă, chiar dacă nu conține nicio joncțiune tipică a diodelor PN, ca celelalte diode, dar este formată din doi electrozi. Această diodă este numită și ca dispozitiv electronic transferat. Această diodă este un dispozitiv cu rezistență diferențială negativă, care este frecvent utilizat ca oscilator de mică putere pentru a genera microunde . Se compune doar din semiconductori de tip N, în care electronii sunt purtătorii de sarcină majoritari. Pentru a genera unde radio scurte, cum ar fi microundele, utilizează Efectul Gunn.

Structura diodei Gunn

Regiunea centrală prezentată în figură este o regiune activă, care este dopată în mod corespunzător GaA de tip N și strat epitaxial cu o grosime de aproximativ 8-10 micrometri. Regiunea activă este intercalată între cele două regiuni care au contactele ohmice. Este prevăzut un radiator pentru a evita supraîncălzirea și defectarea prematură a diodei și pentru a menține limitele termice.

“metoda de conversie hexazecimală în binară ”

Pentru construcția acestor diode, se folosește doar material de tip N, care se datorează efectului de electron transferat aplicabil numai materialelor de tip N și nu se aplică materialelor de tip P. Frecvența poate fi variată prin variația grosimii stratului activ în timpul dopajului.

Efectul Gunn

A fost inventat de John Battiscombe Gunn în anii 1960 după experimentele sale pe GaAs (arsenidă de galiu), a observat un zgomot în rezultatele experimentelor sale și a dat acest lucru generării de oscilații electrice la frecvențele microundelor de către un câmp electric constant cu o magnitudine mai mare de valoarea pragului. A fost numit Efectul Gunn după ce acesta fusese descoperit de John Battiscombe Gunn.

Efectul Gunn poate fi definit ca generarea de putere a microundelor (putere cu frecvențe de microunde de aproximativ câteva GHz) ori de câte ori tensiunea aplicată unui dispozitiv semiconductor depășește valoarea critică a tensiunii sau valoarea pragului de tensiune.

Oscilator cu diode Gunn

Diodele Gunn sunt folosite pentru a construi oscilatoare pentru generarea de microunde cu frecvențe cuprinse între 10 GHz și THz. Este un dispozitiv cu rezistență diferențială negativă - numit și transferat oscilator dispozitiv electronic - care este un circuit acordat format din diodă Gunn cu tensiune de polarizare continuă aplicată acestuia. Și acest lucru este denumit ca polarizarea diodei într-o regiune de rezistență negativă.

Datorită acestui fapt, rezistența diferențială totală a circuitului devine zero, deoarece rezistența negativă a diodei se anulează cu rezistența pozitivă a circuitului, rezultând generarea de oscilații.

“cum se face oxigenul respirabil ”

Gunn Diode’s Working

Această diodă este compusă dintr-o singură bucată de Semiconductor de tip N precum arsenidul de galiu și InP (fosfura de indiu). GaAs și alte materiale semiconductoare au o bandă extra-energetică în structura lor de bandă electronică în loc să aibă doar două benzi energetice, și anume. banda de valență și banda de conducție ca materialele semiconductoare normale. Aceste GaAs și alte materiale semiconductoare constau din trei benzi de energie, iar această a treia bandă suplimentară este goală în etapa inițială.

Dacă se aplică o tensiune la acest dispozitiv, atunci cea mai mare parte a tensiunii aplicate apare în regiunea activă. Electronii din banda de conducție având o rezistivitate electrică neglijabilă sunt transferați în a treia bandă deoarece acești electroni sunt împrăștiați de tensiunea aplicată. A treia bandă de GaA are o mobilitate mai mică decât cea a benzii de conducere.

“aplicații de transformatoare diferențiale variabile liniare ”

Din această cauză, o creștere a tensiunii directe mărește intensitatea câmpului (pentru intensitățile câmpului în care tensiunea aplicată este mai mare decât valoarea tensiunii de prag), atunci numărul de electroni care ating starea la care masa efectivă crește prin scăderea vitezei lor și astfel, curentul va scădea.

Astfel, dacă intensitatea câmpului este crescută, atunci viteza de deriva va scădea, ceea ce creează o regiune de rezistență incrementală negativă în relația V-I. Astfel, creșterea tensiunii va crește rezistența prin crearea unei felii la catod și ajunge la anod. Dar, pentru a menține o tensiune constantă, se creează o nouă felie la catod. În mod similar, dacă tensiunea scade, atunci rezistența va scădea prin stingerea oricărei felii existente.

Caracteristicile lui Gunn Diode

Caracteristici ale diodei Gunn

Caracteristicile relației curent-tensiune ale unei diode Gunn sunt prezentate în graficul de mai sus cu regiunea sa de rezistență negativă. Aceste caracteristici sunt similare cu caracteristicile diodei tunelului.

Așa cum se arată în graficul de mai sus, inițial curentul începe să crească în această diodă, dar după atingerea unui anumit nivel de tensiune (la o valoare specificată a tensiunii numită valoare de tensiune prag), curentul scade înainte de a crește din nou. Regiunea în care curentul scade este denumită regiune de rezistență negativă și, din această cauză, oscilează. În această regiune de rezistență negativă, această diodă acționează atât ca oscilator, cât și ca amplificator, deoarece în această regiune, dioda este activată pentru a amplifica semnalele.

Aplicațiile lui Gunn Diode

Aplicații diodă Gunn

Folosit ca oscilatoare Gunn pentru a genera frecvențe de la 100mW 5GHz la 1W 35GHz ieșiri. Aceste oscilatoare Gunn sunt utilizate pentru comunicații radio , surse radar militare și comerciale.
Folosit ca senzori pentru detectarea intrărilor, pentru a evita deraierea trenurilor.
Folosit ca generatoare eficiente de microunde cu o frecvență de până la sute de GHz.
Folosit pentru detectoare de vibrații la distanță și măsurarea vitezei de rotație tahometre .
Folosit ca generator de curent cu microunde (generator de diode Pulsed Gunn).
Folosit în emițătoarele cu microunde pentru a genera unde radio cu microunde la puteri foarte mici.
Folosit ca componente de control rapid în microelectronică, cum ar fi modularea laserelor cu injecție semiconductoare.
Folosit ca aplicații de undă sub-milimetrică prin multiplicarea frecvenței oscilatorului Gunn cu frecvența diodei.
Alte aplicații includ senzori de deschidere a ușilor, dispozitive de control al procesului, funcționare a barierei, protecție perimetrală, sisteme de siguranță pentru pietoni, indicatori liniari de distanță, senzori de nivel, măsurarea conținutului de umiditate și alarme de intruși.

Sperăm că aveți o idee despre dioda Gunn, caracteristicile diodei Gunn, efectul Gunn, oscilatorul diodei Gunn și funcționarea sa cu aplicațiile pe scurt. Pentru mai multe informații cu privire la diodele Gunn, vă rugăm să postați întrebările dvs. comentând mai jos.

Credite foto: