Што такое дыёд IMPATT: будаўніцтва і яго праца

Канцэпцыя дыёда IMPATT была вынайдзена Уільямам Шоклі ў 1954 годзе. Такім чынам, ён пашырыў ідэю стварэння адмоўнага супраціву з дапамогай такога механізму, як затрымка транзіту. Ён прапанаваў тэхніку ін'екцый для носьбітаў зараду ў PN -пераходзе з ухілам і апублікаваў сваю думку ў Тэхнічным часопісе Bell Systems у 1954 годзе пад назвай "Адмоўнае супраціўленне, якое ўзнікае з -за пераходнага часу ў паўправадніковых дыёдах. Далей прапанова не была падоўжаны да 1958 г., калі Bell Laboratories рэалізавала яго структуру дыёда P+ NI N+, і пасля гэтага яна атрымала назву Read diode. Пасля гэтага ў 1958 годзе быў выдадзены тэхнічны часопіс з назвай «прапанаваны высокачашчынны дыёд з адмоўным супрацівам». У 1965 годзе быў зроблены першы практычны дыёд, які назіраў першыя ваганні. Дыёд, які выкарыстоўваецца для гэтай дэманстрацыі, быў пабудаваны з крэмнія са структурай P+ N. Пазней праца дыёда чытання была праверана, і пасля гэтага ў 1966 годзе быў прадэманстраваны PIN -дыёд. Што такое дыёд IMPATT? Поўная форма дыёда IMPATT-гэта час іянізацыі лавіны IMPatt, які праходзіць праз лавіну. Гэта надзвычай магутны дыёд, які выкарыстоўваецца ў мікрахвалевай печы. Як правіла, ён выкарыстоўваецца ў якасці ўзмацняльніка і асцылятара на мікрахвалевых частотах. Дыяпазон працоўных частот дыёда IMPATT складае ад 3 да 100 Ггц. У цэлым гэты дыёд генеруе характарыстыкі адмоўнага супраціву, таму працуе як асцылятар на мікрахвалевых частотах для генерацыі сігналаў. Гэта ў асноўным з -за эфекту часу транзіту і ўздзеяння лавіны іянізацыі. Класіфікацыю дыёдаў IMPATT можна зрабіць па двух тыпах, а менавіта: адзіночны дрэйф і двайны дрэйф. Прылады з адзінкавым дрэйфам - гэта P+NN+, P+NIN+, N+PIP+, N+PP+. Калі мы разглядаем прыладу P+NN+, пераход P+N падключаецца ў зваротным зрушэнні, тады ён выклікае лавінны прабой, які выклікае вобласць P+ для ўвядзення ў NN+ з хуткасцю насычэння. Але адтуліны, уведзеныя з вобласці NN+, не дрэйфуюць, што называецца адзінкавымі дрэйфуючымі прыладамі. Лепшы прыклад прылад з двайным дрэйфам - P+PNN+. У такім выглядзе прылады кожны раз, калі PN-пераход зрушаны блізка да лавіннага разбурэння, дрэйф электронаў можа адбывацца праз вобласць NN+, тады як адтуліны дрэйфуюць праз вобласць PP+, якая вядомая як прылады з двайным дрэйфам. Дыёд IMPATT уключае ў сябе наступныя дыяпазоны працоўных частот: ад 3 Ггц да 100 ГГц Прынцып працы дыёда IMPATT - лавіннае множанне Выходная магутнасць 1 Вт CW і больш 400 Вт імпульснае Эфектыўнасць 3% CW і 60% імпульснае пры 1 ГГц Больш магутны ў параўнанні з дыёдам GUNN 30dbIMPATT Дыёд Будаўніцтва і праца Будаўніцтва дыёда IMPATT паказана ніжэй. Гэты дыёд уключае чатыры вобласці, такія як P+-NI-N+. Структура PIN -дыёда і IMPATT аднолькавая, але яна працуе на надзвычай высокім градыенце напружання прыкладна 400 кВ/см для стварэння лавінавага току. Звычайна для яго пабудовы выкарыстоўваюцца розныя матэрыялы, такія як Si, GaAs, InP або Ge. Пабудова дыёда IMPATT У параўнанні са звычайным дыёдам, гэты дыёд выкарыстоўвае некалькі іншую структуру, таму што; нармальны дыёд зламаецца ў лавінным стане. Паколькі велізарная колькасць генерацыі току выклікае выпрацоўку цяпла ў ім. Такім чынам, на мікрахвалевых частотах адхіленні ў структуры выкарыстоўваюцца ў асноўным для генерацыі ВЧ -сігналаў. Як правіла, гэты дыёд выкарыстоўваецца ў мікрахвалевых генератарах. Тут пастаўляецца пастаянны ток на дыёд IMPATT для стварэння выхаду, які вагаецца, калі ў межах схемы выкарыстоўваецца адпаведная наладжаная схема. Выхад схемы IMPATT адпавядае і параўнальна высокі ў параўнанні з іншымі мікрахвалевымі дыёдамі. Але ён таксама вырабляе высокі дыяпазон фазавага шуму, што азначае, што ён выкарыстоўваецца ў простых перадатчыках часцей, чым лакальныя асцылятары ў прыёмніках, дзе прадукцыйнасць фазавага шуму звычайна больш значная. Гэты дыёд працуе з даволі высокім напругай, напрыклад, 70 вольт або вышэй. Гэты дыёд можа абмежаваць прымяненне праз фазавы шум. Тым не менш, гэтыя дыёды з'яўляюцца ў асноўным прывабнымі альтэрнатывамі для мікрахвалевых дыёдаў для некалькіх рэгіёнаў. Як правіла, гэты дыёд у асноўным выкарыстоўваецца на частотах вышэй 3 Ггц. Заўважана, што кожны раз, калі наладжаная ланцуг падаецца з напругай у вобласці напругі прабоя ў бок IMPATT, тады будуць узнікаць ваганні. У параўнанні з іншымі дыёдамі гэты дыёд выкарыстоўвае адмоўнае супраціў, і гэты дыёд здольны ствараць высокі дыяпазон магутнасць звычайна складае дзесяць ват або вышэй у залежнасці ад прылады. Праца гэтага дыёда можа ажыццяўляцца ад харчавання з дапамогай рэзістара абмежавання току. Значэнне гэтага абмяжоўвае паток току да неабходнага значэння. Ток паступае праз ВЧ -дросель для аддзялення пастаяннага току ад ВЧ -сігналу. Схема дыёдаў IMPATT Мікрахвалевы дыёд IMPATT размешчаны за межамі наладжанай схемы, але звычайна гэты дыёд можа размяшчацца ўнутры паражніны хвалевода, якая дае неабходную наладжаную схему. Калі падаецца напружанне, ланцуг будзе паварочвацца. Гэтыя прылады выкарыстоўваюць тэхналогію ареніду галію (GaAs), якая значна лепш у параўнанні з крэмніем. Гэта з'яўляецца вынікам вельмі хуткіх каэфіцыентаў іянізацыі для носьбітаў зараду. Розніца паміж IMPATT і дыёдам Trapatt Асноўнае адрозненне паміж IMPATT і дыёдам Trapatt на аснове розных спецыфікацый абмяркоўваецца ніжэй. % у імпульсным рэжыме і 0.5% у CW Імпульсны рэжым складае 100 - 1% Выходная магутнасць 10 Вт (CW) 1 Вт (імпульснае) Вышэй 10 Вт Шум Паказчык 60 дБ 3 дБ PN JunctionHarmonicsLowStrongRuggednessYesYesTizeTinyTinyApplicationOscillator, AmplifierOscillatorIMPATT Diode Характарыстыкі Характарыстыкі дыёда IMPATT ўключаюць наступнае. Ён працуе ў зваротным зрушэнні Матэрыялы, якія выкарыстоўваюцца для вытворчасці гэтых дыёдаў, InP, Si & GaAs. лавіна таксама l як час транзіту. У параўнанні з дыёнамі Ганна, яны забяспечваюць высокую магутнасць аб/п і шум, таму выкарыстоўваюцца ў прыёмніках для лакальных асцылятараў. Розніца фаз паміж токам і напругай складае 20 градусаў. Тут затрымка фазы на 90 градусаў у асноўным абумоўлена эфектам лавіны, а астатні кут - з -за часу праходжання. Яны ў асноўным выкарыстоўваюцца там, дзе неабходная высокая выходная магутнасць, напрыклад, асцылятары і ўзмацняльнікі. Выхадная магутнасць гэтага дыёда знаходзіцца ў дыяпазоне міліметраў -частота хвалі. Пры меншых частотах выходная магутнасць зваротна прапарцыйная частотам, тады як пры высокіх частотах яна зваротна прапарцыйная квадрату частоты. Яго памер невялікі. Яны эканамічныя. Пры высокіх тэмпературах ён забяспечвае надзейную працу. У параўнанні з іншымі дыёдамі ён уключае магчымасці высокай магутнасці. Калі ён выкарыстоўваецца ў якасці ўзмацняльніка, ён працуе як вузкапалосны прыбор. Гэтыя дыёды выкарыстоўваюцца ў якасці выдатныя мікрахвалевыя генератары. Для мікрахвалевай сістэмы перадачы гэты дыёд можа генераваць сігнал носьбіта. Недахопы Да недахопаў дыёда IMPATT можна аднесці ніжэй. Гэта дае меншы дыяпазон налады. Ён дае высокую адчувальнасць да розных умоў эксплуатацыі. У вобласці лавіны хуткасць генерацыі пар электронна-адтуліны можа выклікаць высокі ўзровень шуму. Пры належных умовах сыходу не прымаецца, ён можа пашкодзіцца з -за велізарнага электроннага супраціву. У параўнанні з TRAPATT, ён забяспечвае меншую эфектыўнасць Дыяпазон налады дыёда IMPATT не такі добры, як дыёд Ганна. Ён генеруе паразітны шум у больш высокіх дыяпазонах у параўнанні з дыёнамі Gunn & klystron .Ужыванні Дыёды IMPATT ўключаюць наступныя. Гэтыя тыпы дыёдаў выкарыстоўваюцца як мікрахвалевыя асцылятары ў мадуляваных выходных асцылятарах і мікрахвалевых генератарах. Яны выкарыстоўваюцца ў бесперапынных радыёлакатарах, электронных процідзеяннях і мікрахвалевых сувязях. Яны выкарыстоўваюцца для ўзмацнення праз адмоўнае супраціўленне. .Гэтыя дыёды выкарыстоўваюцца ў параметрычных узмацняльніках, мікрахвалевых асцылятарах, мікрахвалевых генератарах. А таксама выкарыстоўваецца ў тэлекамунікацыйных перадатчыках, сістэмах сігналізацыі і прыёмнікаў зламыснікаў. Мадуляваны выхадны асцылятар Допплераўскі радыёперадавальнік з мікрахвалевай печчу, мікрахвалевы генератар, перадатчыкі FM -тэлекамунікацыйных прыёмнікаў, сігналізацыя сеткі сігналізацыі, параметрычны ўзмацняльнік. Гэтыя паўправадніковыя прылады выкарыстоўваюцца для генерацыі магутных мікрахвалевых сігналаў у дыяпазоне частот ад 3 ГГц да 100 Ггц. Гэтыя дыёды дастасавальныя да меншай колькасці сігналізацыі сігналізацыі і радыёлакацыйных сістэм.

Пакінь паведамленне 

спіс паведамленняў