Што такое дыёд Ганна: будаўніцтва і яго праца

У паўправадніковых матэрыялах GaAs электроны прысутнічаюць у двух станах, такіх як высокая маса з нізкай хуткасцю і нізкая маса з высокай хуткасцю. Па патрабаванні адэкватнага электрычнага поля электроны вымушаныя пераходзіць з стану з нізкай масай у стан з вялікай масай. У гэтым спецыфічным стане электроны могуць утвараць групу і рухацца з аднолькавай хуткасцю, што можа выклікаць праходжанне току ў шэрагу імпульсаў. Так што гэта вядома як эфект Ганна, які выкарыстоўваецца дыёнамі Ганна. Гэтыя дыёды з'яўляюцца лепшымі і найбольш даступнымі прыладамі з сямейства TED (пераносныя электронныя прылады). Гэтыя тыпы дыёдаў выкарыстоўваюцца як пераўтваральнікі пастаяннага току ў мікрахвалевую печ з адмоўнымі характарыстыкамі супраціву аб'ёмных GaAs (арсенід галію), і ім патрэбен тыповы, стабільны крыніца харчавання з меншым супрацівам, каб можна было ліквідаваць складаную схему. У гэтым артыкуле разглядаецца агляд дыёда Ганна. Што такое дыёд Ганна? Дыёд Ганна зроблены з паўправадніком тыпу N, таму што ў яго склад уваходзяць большасць носьбітаў зарада, напрыклад, электроны. Гэты дыёд выкарыстоўвае ўласцівасць адмоўнага супраціву для атрымання току на высокіх частотах. Гэты дыёд у асноўным выкарыстоўваецца для вытворчасці мікрахвалевых сігналаў каля 1 Ггц і ВЧ-частот каля 100 Ггц. Дыёны Ганна таксама вядомыя як TED (пераносныя электронныя прылады). Нягледзячы на ​​тое, што гэта дыёд, прылады не маюць PN-пераходу, але ўключаюць у сябе эфект, званы эфектам Ганна. Дыёд Гана Гэты эфект быў названы на аснове вынаходніка, а менавіта Дж. Б. Ганна. Гэтыя дыёды вельмі простыя ў выкарыстанні, яны ўтвараюць недарагую тэхніку для генерацыі мікрахвалевых радыёчастотных сігналаў, часта размяшчаючыся ў хвалеводы, каб зрабіць рэзанансную поласць. Сімвал дыёда Ганна паказаны ніжэй.Сімвал Канструкцыя дыёна Ганна Выраб дыёда Ганна можа быць зроблены з паўправадніком тыпу N. Найбольш часта выкарыстоўваюцца матэрыялы GaAs (арсенід галію) і InP (фосфід індыю), а таксама выкарыстоўваліся іншыя матэрыялы, такія як Ge, ZnSe, InAs, CdTe, InSb. Вельмі важна выкарыстоўваць матэрыял n-тыпу, паколькі эфект перададзены электрон проста падыходзіць для электронаў, а не дзірак, знойдзеных у матэрыяле p-тыпу. У гэтай прыладзе ёсць 3 асноўныя вобласці, якія называюцца верхняй, ніжняй і сярэдняй.Агульны метад вытворчасці гэтага дыёда заключаецца ў вырошчванні эпітаксіяльнага пласта на выроджанай n+ падкладцы. Таўшчыня актыўнага пласта вагаецца ад некалькіх мікрон да 100 мікрон, а ўзровень легіравання гэтага пласта-ад 1014 см-3 да 1016 см-3. Але гэты ўзровень допінгу значна нізкі, які выкарыстоўваецца для верхняй і ніжняй абласцей прылады. Зыходзячы з неабходнай частаты, таўшчыня будзе мяняцца. Нанясенне пласта n+ можа быць зроблена эпітаксіяльна ў адваротным выпадку легіраваным праз іённую імплантацыю. Абедзве вобласці гэтай прылады, як верхняя і ніжняя, глыбока легіраваны, каб даць n+ матэрыял. Гэта дае неабходныя вобласці высокай праводнасці, неабходныя для падлучэння да прылады. Звычайна гэтыя прылады размешчаны на апорнай апоры, да якой падключаецца провад. Гэтая падтрымка таксама можа працаваць як радыятар, які небяспечна выдаляць цяпло. Іншае падлучэнне дыёда можа быць зроблена праз залатое злучэнне, якое нанесена на паверхню вяршыні. Тут залатое злучэнне неабходна з-за яго высокай праводнасці і адноснай стабільнасці. Пры вытворчасці матэрыяльнае прылада павінна быць без дэфектаў, а таксама ўключаць надзвычай паслядоўны дыяпазон допінгу. У некаторых матэрыялах, такіх як InP і GaAs, як толькі парогавы ўзровень дасягаецца праз электрычнае поле ўнутры матэрыялу, рухомасць электронаў адначасова памяншаецца. Калі электрычнае поле ўзмацняецца, будзе генеравацца адмоўнае супраціўленне. Пасля таго, як інтэнсіўнасць электрычнага поля для матэрыялу GaAs дасягне значнага значэння на адмоўным электродзе, можа ўтварыцца вобласць нізкай рухомасці электронаў. Гэтая вобласць рухаецца па сярэдняй хуткасці электронаў да электрода +Ve. Дыёд Ганна ўключае ў сябе адмоўную вобласць супраціву па сваіх характарыстыках CV. Як толькі значнае значэнне будзе дасягнута праз адмоўны электрод GaAs, то будзе вобласць праз рухомасць малых электронаў. Пасля гэтага ён зрушыцца на станоўчы электрод. Як толькі ён сустракаецца з даменам моцнага электрычнага поля праз станоўчы электрод на адмоўным электродзе, тады пачне ўзнаўляцца цыклічны тып вобласці для меншай рухомасці электронаў, а таксама высокага электрычнага поля. Цыклічны характар ​​гэтага інцыдэнту выклікае ваганні з частатой 100 Ггц. Як толькі гэта значэнне перавышае, ваганні пачнуць хутка знікаць. Характарыстыкі Характарыстыкі дыёда Ганна паказваюць адмоўную вобласць супраціву на яго VI характарыстыкі, паказанай ніжэй. Такім чынам, гэтая вобласць дазваляе дыёду ўзмацняць сігналы, таму яго можна выкарыстоўваць у асцылятарах і ўзмацняльніках. Але найбольш часта выкарыстоўваюцца дыёдныя асцылятары Ганна.Характарыстыкі дыёда Ганна Тут зона адмоўнага супраціву ў дыёдзе Ганна не што іншае, як толькі паток току павялічваецца, тады напружанне падае. Гэты зварот фазы дазваляе дыёду працаваць як асцылятар і ўзмацняльнік. Паток току ў гэтым дыёдзе павялічваецца праз напружанне пастаяннага току. У пэўным канцы паток току пачне змяншацца, таму гэта называецца пікавай або парогавай кропкай. Пасля перасячэння парогавай кропкі паток току пачне памяншацца, каб стварыць у дыёдзе вобласць адмоўнага супраціву. Рэжымы працы дыёда Ганна Праца дыёда Ганна можа ажыццяўляцца ў чатырох рэжымах, якія ўключаюць у сябе наступнае. Рэжым Рэжым ваганняў LSA Рэжым ваганняў ланцуга Рэжым Ганна Рэжым ваганняў Рэжым Ганна можна вызначыць у вобласці, дзе суму частаты можна памножыць на даўжыню 107 см/с. Суму допінгу можна памножыць праз даўжыню больш за 1012/см2. У гэтым рэгіёне дыёд не стабільны з -за фарміравання цыклічнага дамена высокага поля і назапашвання. Рэжым стабільнага ўзмацнення Гэты рэжым можна вызначыць у вобласці, дзе сума частаты па даўжыні складае 107 см/сек. даўжыня допінгавага прадукту ў дыяпазоне ад 1011 і 1012/см 2. Рэжым ваганняў LSA Гэты выгляд рэжыму можна вызначыць у вобласці, дзе сума часовай даўжыні частаты складае 107 см/с, а допінгавы фактар ​​можна падзяліць на дыяпазоны частот. ад 2 × 104 і 2 × 105. Рэжым вагання ланцуга ў гэтым рэжыме Такі рэжым адбываецца проста пры наяўнасці ваганняў LSA або Ганна. Наогул, гэта плошча, дзе працягласць часу частаты вельмі малая, каб з'явіцца ў межах малюнка. Пасля таго, як зрушэнне масавага дыёда будзе зроблена да парога, сярэдні ток раптам падае, калі пачынаецца ваганне Ганна. Прымяненне дыяграмы Гана паказвае вобласць адмоўнага супраціву. Адмоўнае супраціўленне праз рассеяную ёмістасць і індуктыўнасць свінцу можа прывесці да ваганняў.Схема дыёднага асцылятара Ганна. У большасці выпадкаў рэлаксацыйныя ваганні будуць уключаць вялікую амплітуду, якая пашкодзіць дыёд. Такім чынам, каб пазбегнуць гэтага збою, на дыёдзе выкарыстоўваецца вялікі кандэнсатар. Гэтая характарыстыка выкарыстоўваецца ў асноўным для распрацоўкі асцылятараў на верхніх частотах у дыяпазоне ад Ггц да ТГц. Тут частату можна кантраляваць, дадаўшы рэзанатар. У прыведзенай схеме эквівалент злучанай схемы ўяўляе сабой хвалевод або кааксіяльную лінію перадачы. Тут дыёды GaAs Gunn даступныя для працы ў дыяпазоне ад 10 ГГц - 200 ГГц пры магутнасці 5 МВт - 65 МВт. Гэтыя дыёды таксама можна выкарыстоўваць у якасці ўзмацняльнікаў. Перавагі дыёда Ганна ўключаюць у сябе наступныя. Гэты дыёд даступны ў невялікім памеры і партатыўны. Кошт гэтага дыёда менш. Пры высокіх частотах гэты дыёд стабільны і надзейны. Ён валодае палепшаным шумам -каэфіцыент сігналу (NSR), таму што ён абаронены ад раздражнення ад шуму. Ён уключае ў сябе высокую прапускную здольнасць Недахопы Недахопы дыёда Ганна ўключаюць у сябе наступнае. Тэмпературная стабільнасць гэтага дыёда нізкая Працоўны ток гэтай прылады, такім чынам, рассейванне магутнасці высокая. Дыёд Ганна эфектыўнасць нізкая пад 10 ГГц. Уключыце высокае напружанне гэтай прылады. Шум высокай частоты для канкрэтных ужыванняў. Дыяпазон налады высокі. Яны выкарыстоўваюцца ў ваенных, камерцыйных радыёлакацыйных крыніцах і радыёсувязі. Гэты дыёд выкарыстоўваецца ў імпульсным гене дыёда Ганна rators.In мікраэлектроніцы, гэтыя дыёды выкарыстоўваюцца як прылады хуткага кіравання для мадуляцыі лазернага прамяня. Выкарыстоўваюцца ў паліцэйскіх радарах. Гэтыя дыёды прымяняюцца ў тахометрах Ён выкарыстоўваецца ў якасці крыніц помпы ў параметрах узмацняльнікаў Выкарыстоўваецца ў датчыках для выяўлення розных сістэм, такіх як адчыненне дзвярэй, выяўленне парушэнняў І бяспека пешаходаў і г. д. Ён выкарыстоўваецца ў бесперапынных хвалевых доплераўскіх радарах. Ён шырока выкарыстоўваецца ў перадатчыках мікрахвалевай рэлейнай перадачы дадзеных. Ён выкарыстоўваецца ў электронных асцылятарах для генерацыі мікрахвалевых частот. Такім чынам, гэта ўсё аб аглядзе дыёда Ганна і яго працы. Гэтыя тыпы дыёдаў таксама называюць TED (Transferred Electronic Device). Як правіла, яны выкарыстоўваюцца для высокачашчынных ваганняў. Вось пытанне да вас, што такое эфект Ганна?

Пакінь паведамленне 

спіс паведамленняў