Diode de Gunn

Une diode de Gunn de , également connue sous le nom de a transféré le dispositif d'électron ( TED ), est une forme de la diode utilisée dans l'électronique à haute fréquence . Elle est quelque peu peu commune parce qu'elle consiste seulement en matériel du semi-conducteur de N-enduit par , tandis que la plupart des diodes se composent de P et de régions N-enduites. Dans la diode de Gunn, trois régions existent : deux d'entre elles N-sont fortement enduits sur chaque borne, avec une couche mince de matériel dans l'intervalle légèrement enduit. Quand une tension est appliquée au dispositif, le gradient électrique sera le plus grand à travers la couche moyenne mince. Par la suite, cette couche commence à conduire, réduisant le gradient à travers elle, empêchant davantage de conduction. Dans la pratique, ceci signifie qu'une diode de Gunn a une région de la résistance différentielle négative .

La résistance différentielle négative, combinée avec les propriétés de synchronisation de la couche intermédiaire, permet la construction d'un oscillateur à relaxation de du rf simplement en appliquant un courant continu approprié par le dispositif. La fréquence d'oscillation est déterminée en partie par les propriétés de la couche moyenne mince, mais peut être ajustée par des facteurs externes. Des diodes de Gunn sont donc utilisées pour construire des oscillateurs dans les 10 gigahertz et ( THz ) gamme de fréquence plus élevée, où une cavité résonnante est habituellement ajoutée à la fréquence de commande. Le résonateur peut être basé sur un guide d'ondes , la cavité coaxiale , le résonateur du YIG, accord etc. est fait mécaniquement, en ajustant les paramètres du résonateur, ou en cas de résonateurs de YIG par le courant électrique.

L'arséniure de gallium Gunn que des diodes sont faites pour des fréquences jusqu'à 200 gigahertz, matériaux de la nitrure de gallium de peut atteindre jusqu'à 3 le Terahertz .

La diode de Gunn est appelée pour le J. Gunn de physicien qui a produit le premier dispositif basé sur les calculs théoriques du Cyrille Hilsum .

Vue microscopique

(Pour les experts : La formation de domaine est dans le prochain paragraphe) La GaAs a une troisième bande au-dessus de la bande de conduction. L'espace est indirect, ainsi un phonon est nécessaire ou créé pour fournir l'impulsion pour la transition. L'énergie provient de l'énergie cinétique des électrons ballistiques. Ils l'des ou l'autre commencent à la région de haute énergie de l'équation de Fermi-Dirac et un un libre parcours moyen assez long et un champ électrique fort est appliqué. Ou ils sont injectés par la cathode avec de la bonne énergie. Pour ceci le matériel de cathode doit être choisi soigneusement, des réactions chimiques à la nécessité d'interface d'être commandé à la fabrication et des couches atomiques mono additionnelles d'autres matériaux sont insérées. À la fin avec la tension vers l'avant appliquée le niveau de Fermi dans la cathode est au même niveau que la troisième bande, et des réflexions des électrons ballistiques commençant autour du niveau de Fermi sont réduit au minimum en assortissant la densité des états et en employant les couches d'interface additionnelle pour laisser les vagues reflétées s'y mêler nuisiblement. Dans la GaAs la vitesse de dérive dans la troisième bande est inférieure que dans la bande de conduction habituelle. Si l'effacement dans les électrons de tension vers l'avant de plus en plus peut atteindre la troisième bande et courant diminue. Ceci signifie une résistance différentielle négative. À l'anode est un contact ohmique avec un métal.

Le circuit multiple de diodes de Gunn en série sont instable, parce que si une diode a une tension légèrement plus élevée à travers elle-même, il conduira moins le courant et la tension montera plus loin. Par conséquent même une diode simple est instable et développera de petites tranches de basse conductivité et d'intensité de champ élevée se déplaçant de la cathode à l'anode. Il n'est pas possible d'équilibrer la population dans les deux bandes, il sera toujours les tranches élevées courtes d'intensité de champ à un grand bas arrière-plan d'intensité de champ. Tellement en réalité si se fanant dans la tension vers l'avant une tranche est créée à la cathode, la résistance augmente, la tranche décolle, et en atteignant l'anode une nouvelle tranche est créée pour garder toute la constante de tension. Si la tension est abaissée, n'importe quelle tranche existante est éteinte et diminutions de résistance encore.

Applications

les diodes minces de

agissent en tant qu'amplificateurs
les diodes épaisses montrent la période des effets de vol pour les électrons et étroit-sont réunies
une pièce en t de polarisation de est nécessaire pour isoler le courant de polarisation des oscillations à haute fréquence.

Utilisation d'amateur par radio

En vertu de leur opération de basse tension, les diodes de Gunn peuvent servir de générateurs de fréquence micro-ondes aux émetteurs très bas actionnés de micro-onde (de peu de-milliwatt). Vers la fin des années 70 elles étaient employées par quelques amateurs par radio en Grande-Bretagne. Des conceptions pour des émetteurs ont été publiées aux journaux. Elles typiquement ont consisté simplement en un guide d'ondes d'approximativement 3 pouces dans lequel la diode a été montée. Une basse alimentation d'énergie à courant continu de tension (plus moins de 12 volts) qui pourrait être modulée convenablement a été employée pour conduire la diode. Le guide d'ondes a été bloqué à une extrémité pour former une cavité résonnante et l'autre extrémité a idéalement alimenté un plat parabolique.

Voir également

La diode tunnel est également rapide
La diode à avalanche est lente
La diode Zener est une combinaison des deux ci-dessus pour la compensation de température
Le ARPES laisse trouver des matériaux appropriés aux diodes de Gunn

Random links: