Beth yw Deuod Gunn: Adeiladu a'i Weithio

Mewn deunyddiau lled-ddargludyddion GaAs, mae'r electronau'n bresennol mewn dwy wladwriaeth fel cyflymder isel màs uchel a chyflymder uchel màs isel. Yn ôl y galw am gae trydan digonol, gorfodir yr electronau i symud o wladwriaeth màs isel i gyflwr màs uchel. Yn y cyflwr penodol hwn, gall electronau ffurfio grŵp a symud ar gyfradd gyson a all achosi llif cerrynt mewn cyfres o gorbys. Felly gelwir hyn yn Gunn Effect sy'n cael ei ddefnyddio gan deuodau Gunn. Y deuodau hyn yw'r dyfeisiau gorau sydd ar gael amlaf gan y teulu TED (dyfeisiau electronau wedi'u trosglwyddo). Defnyddir y mathau hyn o ddeuodau fel DC i drawsnewidwyr microdon gyda nodweddion gwrthiant negyddol swmp GaAs (Gallium Arsenide) ac mae angen cyflenwad pŵer foltedd sefydlog, sefydlog arnynt, llai o rwystr fel y gellir dileu cylchedwaith cymhleth. Mae'r erthygl hon yn trafod trosolwg o ddeuod Gunn. Beth yw Deuod Gunn? Gwneir deuod gwn gyda lled-ddargludydd math N oherwydd ei fod yn cynnwys cludwyr gwefr mwyafrif fel electronau. Mae'r deuod hwn yn defnyddio'r eiddo gwrthiant negyddol i gynhyrchu cerrynt ar amleddau uchel. Defnyddir y deuod hwn yn bennaf i gynhyrchu signalau microdon o amgylch amleddau 1 GHz & RF oddeutu 100 GHz. Gelwir deuodau gwn hefyd yn TED (dyfeisiau electronau wedi'u trosglwyddo). Er ei fod yn ddeuod, nid oes gan y dyfeisiau gyffordd PN ond maent yn cynnwys effaith o'r enw Effaith Gunn. Gunn Diode Enwyd yr effaith hon yn seiliedig ar y dyfeisiwr sef JB Gunn. Mae'r deuodau hyn yn syml iawn i'w defnyddio, maent yn ffurfio techneg cost isel i gynhyrchu signalau RF microdon, yn aml yn cael eu rhoi mewn tonnau tonnau i wneud ceudod cyseiniol hawdd. Dangosir symbol deuod Gunn isod.Adeiladu Deuod Gunn Symbol Gellir gwneud gwneuthuriad y deuod Gunn gyda lled-ddargludydd math N. Y deunyddiau a ddefnyddir amlaf yw GaAs (gallium Arsenide) ac InP (Indium Phosphide) a defnyddiwyd deunyddiau eraill fel Ge, ZnSe, InAs, CdTe, InSb.Mae'n hanfodol defnyddio deunydd n-math oherwydd effaith y mae electron a drosglwyddir yn syml yn briodol i electronau ac nid tyllau a geir mewn deunydd math p. Yn y ddyfais hon, mae yna 3 phrif ranbarth sy'n cael eu galw'n ardaloedd uchaf, gwaelod a chanolig.Adeiladu Y dull cyffredinol i weithgynhyrchu'r deuod hwn yw tyfu a haen epitaxial ar is-haen dirywiedig n +. Mae trwch yr haen weithredol yn amrywio o ychydig ficronau i 100 micron ac mae lefel dopio'r haen hon yn amrywio o 1014cm-3 i 1016cm-3. Ond mae'r lefel dopio hon yn sylweddol isel a ddefnyddir ar gyfer rhanbarthau uchaf a gwaelod y ddyfais. Yn seiliedig ar yr amledd gofynnol, bydd y trwch yn newid. Gellir gwneud dyddodiad yr haen n + yn epitaxially wedi'i docio fel arall trwy fewnblannu ïon. Mae rhannau'r ddyfais hon fel y top a'r gwaelod wedi'u docio'n ddwfn i ddarparu deunydd n +. Mae hyn yn rhoi'r rhanbarthau dargludedd uchel angenrheidiol sy'n ofynnol ar gyfer y cysylltiadau tuag at y ddyfais. Yn gyffredinol, rhoddir y dyfeisiau hyn ar gynnal cefnogaeth y mae cysylltiad gwifren yn cael ei gwneud iddi. Gall y gefnogaeth hon hefyd weithio fel sinc gwres sy'n beryglus i gael gwared ar y gwres. Gellir gwneud cysylltiad terfynell arall y deuod trwy gysylltiad aur sy'n cael ei ddyddodi ar wyneb y pinacl. Yma mae'r cysylltiad aur yn angenrheidiol oherwydd ei ddargludedd uchel a'i sefydlogrwydd cymharol. Wrth weithgynhyrchu, dylai'r ddyfais ddeunydd fod yn rhydd o ddiffygion a dylai hefyd gynnwys ystod hynod gyson o ddopio. Gweithio Deuodau Gunn. Mae egwyddor weithio deuod Gunn yn dibynnu'n bennaf ar Effaith Gunn. Mewn rhai deunyddiau fel InP & GaAs, unwaith y bydd lefel trothwy yn cael ei chyrraedd trwy gae trydan yn y deunydd, yna bydd symudedd electronau yn gostwng ar yr un pryd. Pan fydd y maes trydan yn gwella yna cynhyrchir gwrthiant negyddol. Pan fydd dwyster maes trydan ar gyfer deunydd GaAs yn cyrraedd ei werth sylweddol ar yr electrod negyddol, yna gellir ffurfio rhanbarth symudedd electronau isel. Mae'r rhanbarth hwn yn symud trwy gyflymder yr electronau ar gyfartaledd i'r deuod + Ve electrode.Gunn yn cynnwys rhanbarth gwrthiant negyddol ar ei nodweddion CV. Unwaith y cyrhaeddir y gwerth sylweddol trwy'r electrod GaAs negyddol, yna bydd rhanbarth trwy symudedd electronau isel. Ar ôl hynny, bydd yn symud i'r electrod positif. Unwaith y bydd yn cwrdd â pharth maes trydan cryf trwy'r electrod positif ar yr electrod negyddol, yna bydd math cylchol o'r rhanbarth ar gyfer llai o symudedd electronau yn ogystal â'r maes trydan uchel yn dechrau ail-greu. Mae natur gylchol y digwyddiad hwn yn cynhyrchu osgiliadau ag amleddau 100 GHz. Unwaith y bydd y gwerth hwn yn fwy, yna bydd osgiliadau yn dechrau diflannu'n gyflym. Nodweddion Mae nodweddion deuod Gunn yn dangos ardal gwrthiant negyddol ar ei gromlin nodweddiadol VI a ddangosir isod. Felly mae'r rhanbarth hwn yn caniatáu i'r deuod ymhelaethu signalau, felly gellir ei ddefnyddio mewn oscillatwyr a chwyddseinyddion. Ond, defnyddir oscillatwyr deuodau Gunn amlaf.Nodweddion Gunn DiodeHere, nid yw'r ardal gwrthiant negyddol yn y deuod Gunn yn ddim ond unwaith y bydd llif y cerrynt yn cynyddu yna mae'r foltedd yn gostwng. Mae'r gwrthwyneb cam hwn yn caniatáu i'r deuod weithio fel oscillator a mwyhadur. Mae llif cerrynt yn y deuod hwn yn cynyddu trwy'r foltedd DC. Ar ddiwedd penodol, bydd llif y cerrynt yn dechrau gostwng, felly gelwir hyn yn bwynt brig neu bwynt trothwy. Unwaith y bydd y pwynt trothwy yn cael ei groesi yna bydd llif y cerrynt yn dechrau lleihau i greu rhanbarth gwrthiant negyddol o fewn y deuod.Modau Gweithredu Deuod Gunn Gellir gwneud deuod Gunn mewn pedwar dull sy'n cynnwys y canlynol. Ymhelaethiad Modd Osgilio Modd. Osgiliad ModeLSA ModeBias Osgiliad Cylchdaith Gellir diffinio modd osciliad ModeGunn yn yr ardal lle bynnag y gellir lluosi swm yr amledd â hyd 107 cm / s. Gellir lluosi swm y dopio trwy'r hyd yn uwch na 1012 / cm2. Yn y rhanbarth hwn, nid yw'r deuod yn sefydlog oherwydd ffurfio cylchol naill ai parth y cae uchel a'r haen gronni. Modd Ymhelaethu Sefydlog Gellir diffinio'r math hwn o fodd yn yr ardal lle bynnag mae swm yr amseroedd amledd yn 107cm / eiliad a'r mae hyd cynnyrch dopio am gyfnodau yn amrywio o 1011 a 1012 / cm2.LSA Modd Osgiliad Gellir diffinio'r math hwn o fodd yn yr ardal lle mae swm yr amseroedd hyd amledd yn 107 cm / s a ​​gellir rhannu'r cyniferydd dopio trwy'r amledd yn amrediadau o 2 × 104 a 2 × 105. Modd Osgiliad Cylchdaith Bias Mae'r math hwn o fodd yn digwydd dim ond unwaith y bydd naill ai LSA neu osciliad Gunn yn digwydd. Yn gyffredinol, dyma'r ardal lle bynnag mae cynnyrch amledd yr amser yn fach iawn i ymddangos o fewn y ffigur. Unwaith y bydd gogwydd deuod swmp yn cael ei wneud i'r trothwy yna mae'r cerrynt cyfartalog yn gostwng yn sydyn pan fydd osciliad Gunn yn cychwyn. Cylchdaith Oscillator Deuod Gunn Dangosir y diagram cylched o gylched oscillator deuod Gunn isod. Mae cymhwyso diagram deuod Gunn yn dangos rhanbarth gwrthiant negyddol. Gall y gwrthiant negyddol trwy gynhwysedd crwydr ac anwythiad plwm arwain at osciliadau.Cylchdaith Oscillator Deuod Gunn Yn y rhan fwyaf o achosion, bydd y math ymlacio osciliadau yn cynnwys osgled enfawr a fydd yn niweidio'r deuod. Felly defnyddir cynhwysydd mawr ar draws y deuod i osgoi'r methiant hwn. Defnyddir y nodwedd hon yn bennaf i ddylunio oscillatwyr ar amleddau uchaf sy'n amrywio o fandiau GHz i fandiau THz. Yma, gellir rheoli'r amledd trwy ychwanegu cyseinydd. Yn y gylched uchod, mae'r hyn sy'n cyfateb i gylched lympiog yn llinell trawsyrru tonnau neu gyfechelog. Mae deuodau Gunn GaAs yn hygyrch ar gyfer gweithredu sy'n amrywio o 10 GHz - 200 GHz ar bŵer 5 MW - 65 MW. Gellir defnyddio'r deuodau hyn hefyd fel chwyddseinyddion. Manteision Mae manteision y deuod Gunn yn cynnwys y canlynol. Mae'r deuod hwn ar gael mewn maint bach ac yn gludadwy. Mae cost y deuod hwn yn llai o amleddau uchel, mae'r deuod hwn yn sefydlog ac yn ddibynadwy. Mae ganddo sŵn gwell i cymhareb -signal (NSR) oherwydd ei fod wedi'i amddiffyn rhag annifyrrwch sŵn. Mae'n cynnwys lled band uchelDis anfanteision. Mae anfanteision y deuod Gunn yn cynnwys y canlynol. Mae sefydlogrwydd tymheredd y deuod hwn yn waelMae cerrynt gweithredol y ddyfais hon, felly mae'r afradu pŵer yn uchel. Mae'r deuod Gunn yn uchel. mae'r effeithlonrwydd yn isel o dan 10GHz.Turn ar foltedd y ddyfais hon yn uchelFM mae sŵn yn uchel ar gyfer cymwysiadau penodol. Mae'r ystod tiwnio yn uchel. Cymwysiadau Mae deuodau Gunn yn cynnwys y deuodau canlynol. Defnyddir y deuodau hyn fel oscillatwyr ac Amplifiers.It yn cael eu defnyddio mewn microelectroneg fel offer rheoli. Defnyddir y rhain mewn ffynonellau radar milwrol, masnachol a chyfathrebu radio. Defnyddir y deuod hwn mewn genyn deuod Gunn pylsiedig rators.In microelectroneg, mae'r deuodau hyn yn cael eu defnyddio fel dyfeisiau rheoli cyflym ar gyfer modiwleiddio pelydr laser. Wedi'i ddefnyddio mewn radars yr heddlu. Mae'r deuodau hyn yn berthnasol mewn tachomedrau. Fe'i defnyddir fel ffynonellau pwmp o fewn chwyddseinyddion parametrig wedi'u defnyddio mewn synwyryddion i ganfod gwahanol systemau fel agoriad drws, canfod tresmasu. a diogelwch cerddwyr, ac ati. Fe'i defnyddir mewn radars doppler tonnau nonstop. Fe'i defnyddir yn helaeth mewn trosglwyddyddion cyswllt data ras gyfnewid microdon. Fe'i defnyddir mewn oscillatwyr electroneg i gynhyrchu amleddau microdon. Mae hyn i gyd yn ymwneud â throsolwg o ddeuod Gunn a'i waith. Gelwir y mathau hyn o ddeuodau hefyd yn TED (Dyfais Electronig a Drosglwyddir). Yn gyffredinol, defnyddir y rhain ar gyfer osgiliadau amledd uchel. Dyma gwestiwn i chi, beth yw Gunn Effect?

Gadewch neges 

Rhestr negeseuon