IMPATT Diode - Tikinti və İşləmə

IMPATT diod konsepti əslində 1954 -cü ildə William Shockley tərəfindən icad edilmişdir. Beləliklə, tranzit vaxtının gecikməsi kimi bir mexanizmin köməyi ilə mənfi müqavimət yaratmaq fikrini genişləndirdi. Bir PN qovşağında yük daşıyıcıları üçün enjeksiyon texnikasının irəli sürüldüyünü irəli sürdü və düşüncəsini 1954 -cü ildə Bell Systems Texniki Jurnalında dərc etdi və "Yarımkeçirici Diodlar içərisində Transit Zamandan Yaranan Mənfi Müqavimət" adı ilə nəşr etdi. Bell Laboratories, P+ NI N+ diod quruluşunu həyata keçirdikdən sonra 1958 -ci ilə qədər uzadıldı və bundan sonra Read diod adlandı. Bundan sonra 1958-ci ildə "təklif olunan yüksək tezlikli, mənfi müqavimət diyotu" adı ilə texniki bir jurnal nəşr olundu. 1965 -ci ildə ilk praktiki diod edildi və ilk salınımları müşahidə etdi. Bu nümayiş üçün istifadə olunan diod, P+ N quruluşlu silikondan hazırlanmışdır. Daha sonra Read diod əməliyyatı təsdiqləndi və bundan sonra 1966 -cı ildə işləmək üçün bir PIN diod nümayiş olundu. IMPATT diodunun tam forması IMPatt ionlaşma Avalanche Transit-Time-dır. Bu mikrodalğalı proqramlarda istifadə edilən son dərəcə güclü bir dioddur. Ümumiyyətlə, mikrodalğalı tezliklərdə gücləndirici və osilator kimi istifadə olunur. IMPATT diodunun işləmə tezliyi diapazonu 3 - 100 GHz arasında dəyişir. Ümumiyyətlə, bu diod mənfi müqavimət xarakteristikaları yaradır, belə ki, siqnalların istehsalı üçün mikrodalğalı tezliklərdə osilator kimi işləyir. Bu, əsasən tranzit vaxtı təsiri və ionlaşma uçqun təsiri ilə əlaqədardır. IMPATT diodlarının təsnifatı iki növ, yəni tək drift və ikiqat sürüşmə ilə edilə bilər. Tək sürüşmə cihazları P+NN+, P+NIN+, N+PIP+, N+PP+dir. P+NN+cihazını nəzərdən keçirdikdə, P+N qovşağı tərs qərəzlə bağlanır, bu da bölgəyə səbəb olan uçqun parçalanmasına səbəb olur. P+, doyma sürəti ilə NN+ -ə enjekte edilir. Ancaq NN+ bölgəsindən vurulan deliklər tək sürükləmə qurğuları deyilmir. İkiqat sürüşmə cihazlarının ən yaxşı nümunəsi P+PNN+-dır. Bu tip cihazlarda, PN-qovşağı uçqun parçalanmasına yaxın olduqda, elektron sürüşmə NN+ bölgəsi vasitəsilə edilə bilər, halbuki deliklər ikiqat sürüşmə qurğuları kimi tanınan PP+ bölgəsindən keçir. IMPATT dioduna aşağıdakılar daxildir. 3GHz -dən 100GH -ə qədər olan işləmə tezliyi IMPATT diodunun işləmə prinsipi uçqun vurulmasıdır Çıxış gücü 1w CW və 400watt -dan yuxarı impulsdur. Effektivlik 3GHz -də 60% CW və 1% pulseldir GUNN dioduna nisbətən daha güclüdür. 30dbIMPATT Diodun Tikintisi və İşlənməsi IMPATT diodunun quruluşu aşağıda göstərilmişdir. Bu diod P+-NI-N+kimi dörd bölgəni əhatə edir. Həm PIN diodun, həm də IMPATT -in quruluşu eynidir, lakin uçqun cərəyanı yaratmaq üçün təxminən 400KV/sm həddindən artıq yüksək gərginlik gradientində işləyir. Ümumiyyətlə, Si, GaAs, InP və ya Ge kimi fərqli materiallar əsasən onun inşası üçün istifadə olunur. IMPATT Diod Konstruksiyası Normal bir diodla müqayisədə bu diod bir qədər fərqli bir quruluş istifadə edir, çünki; normal bir diod uçqun vəziyyətində parçalanacaq. Çox miqdarda cari nəsil içərisində istilik istehsalına səbəb olduğu üçün. Beləliklə, mikrodalğalı tezliklərdə quruluşdakı sapma əsasən RF siqnalları yaratmaq üçün istifadə olunur. Ümumiyyətlə, bu diod mikrodalğalı generatorlarda istifadə olunur. Burada, uyğun bir tənzimlənmiş dövrə dövrədə istifadə edildikdən sonra salınan bir çıxış yaratmaq üçün IMPATT dioduna bir DC tədarükü verilir. Ancaq eyni zamanda yüksək fazalı səs -küy istehsal edir ki, bu da normal ötürücülərdə alıcılardakı lokal osilatorlardan daha çox istifadə olunur, çünki faza səs -küyünün performansı normal olaraq daha yüksəkdir. Bu diod, fazalı səs -küylə tətbiqləri məhdudlaşdıra bilər. Buna baxmayaraq, bu diodlar əsasən bir neçə bölgə üçün mikrodalğalı diodlar üçün cəlbedici alternativlərdir. Ümumiyyətlə, bu tip diodlar əsasən 70 GHz -dən yuxarı tezliklərdə istifadə olunur. IMPATT -a doğru parçalanma gərginliyi bölgəsində bir gərginlik verildikdə, dalğalanma baş verər. Digər diodlarla müqayisədə bu diod mənfi müqavimətdən istifadə edir və bu diod yüksək diapazon yarada bilir. cihaza əsasən on vat və ya daha çox güc. Bu diodun işləməsi bir cərəyan məhdudlaşdırıcı rezistor istifadə edərək edilə bilər. Bunun dəyəri cərəyan axınını lazımi dəyərə məhdudlaşdırır. DC -ni RF siqnalından ayırmaq üçün cərəyan RF boğucu boyunca verilir. IMPATT mikrodalğalı diod tənzimlənmiş sxemdən kənarda yerləşir, lakin normalda bu diod lazımi tənzimlənmiş dövrə verən bir dalğa aparatı boşluğunda yerləşdirilə bilər. Gərginlik təchizatı verildikdə, dövrə yellənəcək. IMPATT diodunun əsas çatışmazlığı, uçqunun pozulması mexanizmi səbəbindən yüksək fazalı səs -küy yaratdığından işləməsidir. Bu cihazlar, Silikonla müqayisədə daha yaxşı olan Gallium Arsenide (GaAs) texnologiyasından istifadə edir. Bu, yük daşıyıcıları üçün daha sürətli ionlaşma əmsallarından qaynaqlanır. IMPATT və Trapatt Diodu arasındakı fərq IMPATT və Trapatt diodunun fərqli xüsusiyyətlərə əsaslanan əsas fərqi aşağıda müzakirə ediləcəkdir. Pulslu rejimdə% və CW Pulslu rejimdə 0.5% 100 - 1% Çıxış gücü 10Watt (CW) 1Watt (Pulsed) 10 Vattdan yuxarı Səs -küy 60 dB3 dBBasic semiconductorsSi, InP, Ge, GaAsSiConstructionN+ PIP+ tərs qərəzli PN JunctionP+ NN ++ və ya NN ++ PN JunctionHarmonicsLowStrongRuggednessBəliBəliBoyutTinyTinyTinyUygulamaOsilatör, GücləndiriciOsilatör IMPATT Diodun Xüsusiyyətləri IMPATT diodunun xüsusiyyətlərinə aşağıdakılar daxildir. Bu tərs vəziyyətdə işləyir Bu diodları istehsal etmək üçün istifadə olunan materiallar InP, Si və GaA müqavimətidir. qar uçqunu l, tranzit vaxtı kimi. Gunn diodları ilə müqayisədə, yüksək o/p gücü və səs -küy təmin edir, buna görə də yerli osilatorların qəbuledicilərində istifadə olunur. Cərəyan və gərginlik arasındakı faz fərqi 20 dərəcədir. Burada 90 dərəcə faza gecikməsi əsasən uçqun təsirindən, qalan bucaq isə tranzit vaxtından qaynaqlanır. Bunlar əsasən osilatörler və gücləndiricilər kimi yüksək çıxış gücünün lazım olduğu yerlərdə istifadə olunur. Daha az tezliklərdə çıxış gücü tezliklərlə tərs mütənasibdir, yüksək tezliklərdə isə tezliyin kvadratı ilə tərs mütənasibdir. Ölçüsü kiçikdir. Bunlar qənaətlidir. Yüksək temperaturda etibarlı əməliyyat verir. Digər diodlarla müqayisədə yüksək güc qabiliyyətinə malikdir. Gücləndirici kimi istifadə edildikdə dar bir bant cihazı kimi işləyir. Bu diodlar kimi istifadə olunur. əla mikrodalğalı generatorlar. Mikrodalğalı ötürmə sistemi üçün bu diod bir daşıyıcı siqnal yarada bilər. Dezavantajları IMPATT diodunun dezavantajları daxildir. Aşağıdakılar daha az tənzimləmə aralığı verir. Müxtəlif iş şəraitinə yüksək həssaslıq verir. Uçqun bölgəsində elektron çuxur cütlərinin əmələ gəlməsi yüksək səs-küyə səbəb ola bilər. Əməliyyat şəraiti üçün cavab verir. böyük elektron reaktivliyi səbəbindən zədələnə bilər. TRAPATT ilə müqayisədə daha az səmərəlilik təmin edir IMPATT diodunun tənzimləmə diapazonu Gunn diodu kimi yaxşı deyil. IMPATT diodunun tətbiqlərinə aşağıdakılar daxildir. Bu tip diodlar modulyasiya edilmiş çıxış osilatorları və mikrodalğalı generatorlar daxilində mikrodalğalı osilatorlar kimi istifadə olunur. Bunlar davamlı dalğalı radarlarda, elektron əks tədbirlərdə və mikrodalğalı bağlantılarda istifadə olunur. Bunlar mənfi müqavimət yolu ilə gücləndirmək üçün istifadə olunur. .Bu diodlar parametrik gücləndiricilərdə, mikrodalğalı osilatorlarda, mikrodalğalı generatorlarda istifadə olunur. Həm də telekommunikasiya vericilərində, müdaxilə siqnalizasiya sistemlərində və alıcılarında istifadə olunur.Modulyasiya edilmiş Çıxış OsilatörüCW Doppler Radar VericisiMikrodalğalı GeneratorFm Telekommunikasiyasının VericiləriLO Giriş Siqnalı Şəbəkəsi Parametrik Gücləndirici Bu yarımkeçirici qurğular 3 GHz-dən 100 GHz tezlik aralığında yüksək güclü mikrodalğalı siqnallar yaratmaq üçün istifadə olunur. Bu diodlar daha az enerji siqnalları və radar sistemlərinə tətbiq olunur.

Mesaj yaz 

Message siyahısı