Ինչ է IMPATT դիոդը. շինարարություն և դրա աշխատանքը

IMPATT դիոդի հայեցակարգը իրականում հորինվել է 1954 թվականին Ուիլյամ Շոքլիի կողմից: Այսպիսով, նա ընդլայնեց բացասական դիմադրություն ստեղծելու գաղափարը ՝ այնպիսի մեխանիզմի օգնությամբ, ինչպիսին է տարանցման ժամանակի ուշացումը: Նա առաջարկեց, որ PN հանգույցի ներսում լիցքավորիչների ներարկման տեխնիկան առաջընթաց լինի և իր միտքը հրապարակեց 1954 թ. Bell Systems- ի տեխնիկական ամսագրում և կոչվում է «Բացասական դիմադրություն, որը տեղի է ունենում տարանցիկ ժամանակներից կիսահաղորդչային դիոդների ներսում»: Ավելին, առաջարկը երկարաձգվեց մինչև 1958 թ., քանի որ Bell Laboratories- ն իրականացրեց իր P+ NI N+ դիոդի կառուցվածքը և դրանից հետո այն կոչվեց Read diode: Դրանից հետո 1958 թվականին տպագրվեց տեխնիկական ամսագիր ՝ «առաջարկվող բարձր հաճախականությամբ բացասական դիմադրության դիոդ» վերնագրով: 1965 թվականին ստեղծվեց առաջին գործնական դիոդը և դիտեց առաջին տատանումները: Այս ցուցադրման համար օգտագործվող դիոդը կառուցվել է P+ N կառուցվածքով սիլիցիումի միջոցով: Ավելի ուշ, Read դիոդի գործողությունը հաստատվեց և դրանից հետո 1966 թվականին ցուցադրվեց PIN դիոդ `աշխատելու համար: Ի՞նչ է IMPATT դիոդը IMPATT դիոդի ամբողջական ձևը IMPatt ionization Avalanche Transit-Time- ն է: Սա չափազանց բարձր հզորության դիոդ է, որն օգտագործվում է միկրոալիքային վառարաններում: Ընդհանրապես, այն օգտագործվում է որպես ուժեղացուցիչ և տատանում միկրոալիքային հաճախականություններում: IMPATT դիոդի գործող հաճախականությունների տիրույթը տատանվում է 3 - 100 ԳՀց -ի միջակայքում: Ընդհանրապես, այս դիոդը առաջացնում է բացասական դիմադրության բնութագրեր, ուստի ազդանշաններ ստեղծելու համար միկրոալիքային հաճախականություններում տատանում է: Դա հիմնականում պայմանավորված է տարանցման ժամանակի ազդեցությամբ և ազդեցության իոնացման ձնահյուսի ազդեցությամբ: IMPATT դիոդների դասակարգումը կարող է իրականացվել երկու տեսակի `մեկ դրեյֆ և կրկնակի շեղում: Մեկ դրեյֆ սարքերն են ՝ P+NN+, P+NIN+, N+PIP+, N+PP+: Երբ հաշվի ենք առնում P+NN+սարքը, P+N հանգույցը միացված է հակադարձ կողմնակալությամբ, այն առաջացնում է ձնահյուսի քայքայում, որն առաջացնում է P+ ներարկելու համար NN+ հագեցվածության արագությամբ: Բայց NN+ տարածաշրջանից ներարկվող անցքերը չեն շեղվում, ինչը կոչվում է մեկ դրեյֆ սարքեր: Կրկնակի դրեյֆ սարքերի լավագույն օրինակը P+PNN+է: Այս տեսակի սարքերում, երբ PN- հանգույցը կողմնակալ է ձնահյուսի քայքայման մոտ, ապա էլեկտրոնային շարժը կարող է կատարվել NN+ տարածաշրջանի միջով, մինչդեռ անցքերը շեղվում են PP+ տարածաշրջանի միջով, որը հայտնի է որպես կրկնակի շարժիչ սարքեր: IMPATT դիոդը ներառում է հետևյալը. Գործողության հաճախականությունը տատանվում է 3 ԳՀց -ից մինչև 100 ԳՀՀ: IMPATT դիոդի սկզբունքի սկզբունքը ձնահյուսքի բազմապատկումն է: Արդյունքի հզորությունը 1W CW է և 400watt- ից բարձր իմպուլսային արդյունավետությունը `3% CW & 60% զարկերակային ՝ 1 ԳՀց -ի տակ: Ավելի հզոր ՝ GUNN դիոդի համեմատ 30dbIMPATT դիոդի կառուցում և մշակում IMPATT դիոդի կառուցումը ներկայացված է ստորև: Այս դիոդը ներառում է չորս շրջան, ինչպիսիք են P+-NI-N+: Ե՛վ PIN դիոդի, և՛ IMPATT- ի կառուցվածքը նույնն է, բայց այն աշխատում է ծայրահեղ բարձր լարման գրադիենտի վրա ՝ մոտ 400 ԿՎ/սմ, ձնահյուսի հոսանք առաջացնելու համար: Սովորաբար, դրա կառուցման համար հիմնականում օգտագործվում են տարբեր նյութեր, ինչպիսիք են Si, GaAs, InP կամ Ge: IMPATT դիոդի կառուցում Սովորական դիոդի համեմատ այս դիոդն օգտագործում է մի փոքր այլ կառուցվածք, քանի որ. նորմալ դիոդը քայքայվելու է ձնահյուսի պայմաններում: Քանի որ ներկայիս սերնդի հսկայական քանակությունը առաջացնում է դրա ներսում ջերմության առաջացում: Այսպիսով, միկրոալիքային հաճախականությունների դեպքում կառուցվածքի շեղումը հիմնականում օգտագործվում է ՌԴ ազդանշաններ առաջացնելու համար: Ընդհանրապես, այս դիոդը օգտագործվում է միկրոալիքային գեներատորներում: Այստեղ DC- ի մատակարարումը տրվում է IMPATT դիոդին `արտադրելու համար մի ելք, որը տատանվում է, երբ միացված սխեմայի շրջանակներում օգտագործվում է համապատասխան լարված միացում: IMPATT- ի սխեմայի ելքը հետևողական է և համեմատաբար բարձր` այլ միկրոալիքային դիոդների համեմատ: Բայց դա նաև արտադրում է փուլային աղմուկի մեծ տեսականի, ինչը նշանակում է, որ այն օգտագործվում է պարզ հաղորդիչներում ավելի հաճախ, քան ընդունիչներում գտնվող տեղական տատանումները, որտեղ փուլային աղմուկի աշխատանքը սովորաբար ավելի նշանակալի է: Այս դիոդը աշխատում է բավականին բարձր լարման դեպքում, ինչպիսին է 70 վոլտ կամ ավելի բարձր: Այս դիոդը կարող է սահմանափակել կիրառությունները փուլային աղմուկի միջոցով: Այնուամենայնիվ, այս դիոդները հիմնականում գրավիչ այլընտրանք են մի քանի տարածաշրջանների միկրոալիքային դիոդների համար: Ընդհանրապես, այսպիսի դիոդը հիմնականում օգտագործվում է 3 ԳՀց հաճախականություններից բարձր հաճախականությունների դեպքում: Նկատվում է, որ երբ լարված միացում տրվում է IMPATT- ի ճեղքման լարման շրջանում լարման հետ, ապա տատանում է տեղի ունենում: Ի տարբերություն այլ դիոդների, այս դիոդը օգտագործում է բացասական դիմադրություն, և այս դիոդն ի վիճակի է առաջացնել բարձր տիրույթ Սովորաբար, սարքի հիման վրա տասը վտ կամ ավելի հզորություն: Այս դիոդի աշխատանքը կարող է իրականացվել մատակարարումից `օգտագործելով ընթացիկ սահմանափակող դիմադրություն: Սրա արժեքը սահմանափակում է հոսանքի հոսքը անհրաժեշտ արժեքին: Հոսանքը մատակարարվում է ՌԴ խեղդման ողջ ընթացքում `DC- ն ՌԴ ​​ազդանշանից անջատելու համար: IMPATT միկրոալիքային դիոդը դասավորված է միացված միացումից այն կողմ, բայց սովորաբար այս դիոդը կարող է դասավորված լինել ալիքահեն խոռոչի ներսում, որը տալիս է անհրաժեշտ կարգավորվող միացում: Երբ լարման մատակարարումը տրվում է, ապա միացումը կշարժվի: IMPATT դիոդի հիմնական թերությունը դրա շահագործումն է, քանի որ այն առաջացնում է փուլային աղմուկի մեծ շարք ձնահյուսի քայքայման մեխանիզմի պատճառով: Այս սարքերը օգտագործում են Gallium Arsenide (GaAs) տեխնոլոգիան, ինչը շատ ավելի լավն է, քան սիլիկոնինը: Սա բխում է լիցքավորիչների շատ ավելի արագ իոնացման գործակիցներից: % իմպուլսային ռեժիմում և 0.5% CW- ում Իմպուլսային ռեժիմը կազմում է 100 - 1% Ելքային հզորություն 10 Վտ (CW) 1 Վտ (10 զ / վ) 60 Վտ -ից բարձր Աղմուկի գործիչ 3 դԲ 20 դԲ Հիմնական կիսահաղորդիչներ Si, InP, Ge, GaAsSiConstructionN+ PIP+ հակադարձ կողմնակալություն PN Junction++ PN+ հակառակ+ PN JunctionHarmonicsLowStrongRuggednessYesYesSinyTinyTinyApplicationOscillator, AmplifierOscillatorIMPATT դիոդի բնութագրերը IMPATT դիոդի բնութագրերը ներառում են հետևյալը. Այն գործում է հակադարձ կողմնակալության պայմաններում: Այս դիոդների արտադրության համար օգտագործվող նյութերն են ՝ ավալանշ, ինչպես wel լ որպես տարանցիկ ժամանակ: Gunn- ի դիոդների համեմատ, դրանք ապահովում են բարձր o/p հզորություն և աղմուկ, ինչպես նաև օգտագործվում են տեղական տատանումների ընդունիչներում: Ընթացիկ և լարման միջև փուլային տարբերությունը 60 աստիճան է: Այստեղ 90 աստիճանի հետաձգման փուլը հիմնականում տեղի է ունենում ձնահյուսի հետևանքով, իսկ մնացած անկյունը `տարանցման ժամանակի պատճառով: Դրանք հիմնականում օգտագործվում են այնտեղ, որտեղ անհրաժեշտ է բարձր ելքային հզորություն` տատանումների և ուժեղացուցիչների պես: Այս դիոդով ապահովված ելքային հզորությունը գտնվում է միլիմետրի սահմաններում: -ալիքի հաճախականություն: Ավելի քիչ հաճախականությունների դեպքում ելքային հզորությունը հակադարձ համեմատական ​​է հաճախականություններին, մինչդեռ բարձր հաճախականությունների դեպքում այն ​​հակադարձ համեմատական ​​է հաճախականության քառակուսուն: Առավելությունները IMPATT դիոդի առավելությունները ներառում են հետևյալը. Այն տալիս է բարձր գործառնական տիրույթ: Դրա չափերը փոքր են: Սրանք տնտեսական են: Բարձր ջերմաստիճանի դեպքում այն ​​տալիս է հուսալի գործողություն, համեմատած այլ դիոդների, այն ներառում է բարձր հզորության հնարավորություններ: Ամեն անգամ, երբ այն օգտագործվում է որպես ուժեղացուցիչ, այնուհետև աշխատում է որպես նեղ գոտու սարք: Այս դիոդներն օգտագործվում են որպես գերազանց միկրոալիքային գեներատորներ: Միկրոալիքային փոխանցման համակարգի համար այս դիոդը կարող է կրիչ ազդանշան առաջացնել: Թերությունները IMPATT դիոդի թերությունները ներառում են հետևյալը. Այն տալիս է ավելի քիչ թյունինգի տիրույթ: Այն տալիս է բարձր զգայունություն տարբեր աշխատանքային պայմանների նկատմամբ: Ավալանշի շրջանում էլեկտրոն-անցքերի զույգերի առաջացման արագությունը կարող է բարձր աղմուկ առաջացնել: Գործառնական պայմանների համար այն արձագանքում է: չի վերցվում, այն կարող է վնասվել հսկայական էլեկտրոնային ռեակտիվության պատճառով: Ի համեմատ TRAPATT- ի ՝ այն ավելի քիչ արդյունավետություն է ապահովում: IMPATT դիոդի կարգաբերման տիրույթը լավ չէ Gunn դիոդի պես: Gunn & klystron դիոդների համեմատ ավելի բարձր տիրույթներում կեղծ աղմուկ է առաջացնում: IMPATT դիոդի կիրառումը ներառում է հետևյալը: Այս տիպի դիոդներն օգտագործվում են միկրոալիքային տատանումների պես մոդուլացված ելքային տատանումների և միկրոալիքային գեներատորների ներսում: Դրանք օգտագործվում են շարունակական ալիքների ռադարներում, էլեկտրոնային հակազդման միջոցներում և միկրոալիքային կապերում: Դրանք օգտագործվում են բացասական դիմադրության միջոցով ուժեղացման համար: .Այս դիոդներն օգտագործվում են պարամետրային ուժեղացուցիչներում, միկրոալիքային տատանումներում, միկրոալիքային գեներատորներում: Եվ նաև օգտագործվում է հեռահաղորդակցության հաղորդիչներում, ներխուժման ազդանշանային համակարգերում և ընդունիչներում: Մոդուլացված ելքային տատանումներ CW դոպլերային ռադիոտեղորոշիչ հաղորդիչ, Միկրոալիքային գեներատոր FM հեռահաղորդակցության հաղորդիչ, ընդունիչ LOIntrusion ազդանշանային ցանց, պարամետրային ուժեղացուցիչ Այս կիսահաղորդչային սարքերը օգտագործվում են բարձր հզորության միկրոալիքային ազդանշաններ ստեղծելու համար `3 ԳՀց-ից 100 ԳՀց հաճախականությունների տիրույթում: Այս դիոդները կիրառելի են ավելի քիչ էներգիայի ահազանգերի և ռադիոտեղորոշիչ համակարգերի դեպքում:

Թողնել հաղորդագրություն 

հաղորդագրություն ցուցակ