Gunn diode ເປັນອຸປະກອນ semiconductor microwave ທີ່ພິເສດເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດການສັ່ນສະເທືອນສູງໂດຍໃຊ້ວັດຖຸ n-type ເທົ່ານັ້ນ. ການດໍາເນີນງານຜ່ານ Gunn Effect ແທນທີ່ຈະເປັນ PN junction, ມັນໃຊ້ຄວາມຕ້ານທານທີ່ແຕກຕ່າງໃນແງ່ລົບເພື່ອຜະລິດສັນຍານໄມໂກເວີທີ່ຫມັ້ນຄົງ. ຄວາມງ່າຍດາຍ, ຂະຫນາດນ້ອຍ ແລະ ຄວາມໄວ້ວາງໃຈຂອງມັນເຮັດໃຫ້ມັນເປັນສ່ວນປະກອບສໍາຄັນໃນ radar, sensor ແລະ ລະບົບສື່ສານ RF.
ຄ1. ພາບລວມຂອງ Gunn Diode
ຄ2. ສັນຍະລັກຂອງ Gunn Diode
ຄ3. ການກໍ່ສ້າງ Gunn Diode
ຄ4. ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງ Gunn Diode
ຄ5. VI ລັກສະນະຂອງ Gunn Diode
ຄ6. ວິທີການດໍາເນີນງານ
ຄ7. ຫມວດ Gunn Diode Oscillator
ຄ8. ການນໍາໃຊ້ Gunn Diode
ຄ9. Gunn Diode vs ການປຽບທຽບອຸປະກອນໄມໂກເວີອື່ນໆ
ຄ10. ການທົດສອບ ແລະ ການແກ້ໄຂບັນຫາ
ຄ11. ສະຫລຸບ
ຄ12. ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ (FAQ)
ພາບລວມຂອງ Gunn Diode
Gunn diode ແມ່ນອຸປະກອນ semiconductor ໄມໂກໂບທີ່ເຮັດຈາກວັດຖຸປະເພດ n ທັງຫມົດ ເຊິ່ງເອເລັກໂຕຣອນເປັນພາຫະນະປະກອບຫຼັກ. ມັນດໍາເນີນການຕາມຫຼັກການຂອງຄວາມຕ້ານທານທີ່ແຕກຕ່າງໃນແງ່ລົບ, ອະນຸຍາດໃຫ້ມັນສ້າງການສັ່ນສະເທືອນໃນຂອບເຂດຂອງໄມໂກໂບ (1 GHz-100 GHz).
ເຖິງແມ່ນວ່າຖືກເອີ້ນວ່າ diode, ແຕ່ມັນບໍ່ມີ PN junction. ແທນທີ່ຈະເຮັດແນວນັ້ນ ມັນເຮັດຫນ້າທີ່ຜ່ານ Gunn Effect ເຊິ່ງຄົ້ນພົບໂດຍ J. B. Gunn ເຊິ່ງການເຄື່ອນເຫນັງຂອງເອເລັກໂຕຣອນຫລຸດລົງພາຍໃຕ້ທົ່ງໄຟຟ້າທີ່ແຂງແຮງ ເຮັດໃຫ້ເກີດການສັ່ນສະເທືອນຕາມທໍາມະຊາດ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ Gunn diodes ເປັນທາງແກ້ໄຂທີ່ມີລາຄາແພງແລະສັ້ນໆສໍາລັບການສ້າງສັນຍານ microwave ແລະ RF, ຕາມປົກກະຕິແລ້ວຈະຕິດຕັ້ງຢູ່ພາຍໃນຊ່ອງ waveguide ໃນລະບົບ radar ແລະ ລະບົບສື່ສານ.
ເຄື່ອງຫມາຍຂອງ Gunn Diode
ເຄື່ອງຫມາຍ Gunn diode ເບິ່ງ ຄື ວ່າ ສອງ diode ຕິດ ຕໍ່ ຫນ້າ ກັນ, ເປັນ ສັນຍາ ລັກ ຂອງ ການ ຂາດ ການ ຕິດ ຕໍ່ PN ໃນ ຂະນະ ທີ່ ບົ່ງ ບອກ ເຖິງ ການ ປະ ທັບ ຂອງ ຂອບ ເຂດ ທີ່ ມີ ປະສິດທິພາບ ທີ່ ສະ ແດງ ໃຫ້ ເຫັນ ການ ຕ້ານທານ ໃນ ທາງ ລົບ.
ການກໍ່ສ້າງ Gunn Diode
Gunn diode ເຮັດຈາກຊັ້ນ semiconductor ຊະນິດ n, ສ່ວນຫຼາຍແມ່ນ Gallium Arsenide (GaAs) ຫຼື Indium Phosphide (InP). ວັດສະດຸອື່ນໆເຊັ່ນ Ge, ZnSe, InAs, CdTe ແລະ InSb ກໍສາມາດໃຊ້ໄດ້, ແຕ່ GaAs ໃຫ້ປະສິດທິພາບທີ່ດີທີ່ສຸດ.
| ພາກພື້ນ | ຄໍາອະທິບາຍ |
|---|---|
| n⁺ ຊັ້ນເທິງ ແລະ ຊັ້ນລຸ່ມ | ຂອບເຂດທີ່ໃຊ້ຢາເສບຕິດຫຼາຍສໍາລັບການຕິດຕໍ່ໂອມິກທີ່ຕ້ານທານຕໍ່າ. |
| n Active Layer | ຂອບເຂດທີ່ໃຊ້ເບົາໆ (10¹⁴ – 10¹⁶ cm⁻³) ບ່ອນທີ່ເກີດຜົນກະທົບ Gunn, ກໍານົດຄວາມໄວຂອງການສັ່ນສະເທືອນ. |
| ພື້ນຖານ | base conductive ໃຫ້ການສະຫນັບສະຫນູນໂຄງສ້າງ ແລະ ການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ. |
ຊັ້ນທີ່ເຮັດວຽກ, ຕາມປົກກະຕິແລ້ວຈະຫນາສອງສາມເຖິງ 100 μm, ຈະເຕີບໂຕຂຶ້ນເທິງພື້ນທີ່ເສື່ອມໂຊມ. ການຕິດຕໍ່ຄໍາເຮັດໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າການນໍາພາແລະການຖ່າຍທອດຄວາມຮ້ອນທີ່ຫມັ້ນຄົງ. ເພື່ອປະສິດທິພາບທີ່ດີທີ່ສຸດ, diode ຕ້ອງມີໂຄງສ້າງແກ້ວທີ່ບໍ່ມີຄວາມບົກພ່ອງເພື່ອຮັກສາການສັ່ນສະເທືອນທີ່ຫມັ້ນຄົງ.
ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງ Gunn Diode
Gunn diode ດໍາເນີນການໂດຍອີງໃສ່ Gunn Effect, ຊຶ່ງເກີດຂຶ້ນໃນ n-type semiconductors ບາງຊະນິດເຊັ່ນ GaAs ແລະ InP ທີ່ມີຮ່ອມພູພະລັງງານຫຼາຍບ່ອນໃນສາຍການນໍາພາ. ເມື່ອໃຊ້ທົ່ງໄຟຟ້າພຽງພໍ ເອເລັກໂຕຣອນຈະໄດ້ຮັບພະລັງງານແລະເຄື່ອນຍ້າຍຈາກຮ່ອມພູທີ່ເຄື່ອນເຫນັງສູງໄປສູ່ຮ່ອມພູທີ່ເຄື່ອນໄຫວຕໍ່າ. ການປ່ຽນແປງນີ້ລົດຄວາມໄວຂອງການເຄື່ອນເຫນັງຂອງມັນເຖິງແມ່ນວ່າแรงดันຈະເພີ່ມຂຶ້ນ, ສ້າງສະພາບທີ່ເອີ້ນວ່າຄວາມຕ້ານທານທີ່ແຕກຕ່າງໃນແງ່ລົບ.
ຂະນະທີ່ທົ່ງເພີ່ມຂຶ້ນເລື້ອຍໆ ເຂດທີ່ມີທົ່ງໄຟຟ້າສູງເອີ້ນວ່າ domains ຈະເກີດຂຶ້ນໃກ້ໆກັບ cathode. ແຕ່ລະເຂດເດີນທາງຜ່ານຊັ້ນທີ່ເຮັດວຽກໄປຫາອາໂນດ, ມີກະແສກະແສ. ເມື່ອ ມັນ ໄປ ເຖິງ anode, domain ຈະ ລົ້ມ ລົງ ແລະ ເກີດ ໃຫມ່ ທີ່ cathode. ຂະບວນການນີ້ເຮັດຊ້ໍາອີກຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ເຮັດໃຫ້ເກີດການສັ່ນສະເທືອນຂອງໄມໂກເວີທີ່ກໍານົດໂດຍເວລາການເດີນທາງຂອງໂປຣແກຣມຂ້າມອຸປະກອນ. ຄວາມໄວຂອງການສັ່ນສະເທືອນແມ່ນຂຶ້ນຢູ່ກັບຄວາມຍາວຂອງຂອບເຂດທີ່ເຮັດວຽກ, ລະດັບ doping ແລະ ຄວາມໄວຂອງເອເລັກໂຕຣອນຂອງວັດຖຸ semiconductor.
VI ລັກສະນະຂອງ Gunn Diode
ຄຸນລັກສະນະຂອງแรงดัน-ກະແສ (V-I) ຂອງ Gunn diode ສະແດງໃຫ້ເຫັນຂອບເຂດຕ້ານທານໃນແງ່ລົບທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງມັນ, ຊຶ່ງເປັນຈຸດໃຈກາງຂອງການດໍາເນີນງານຂອງໄມໂກເວີ.
| ພາກພື້ນ | ພຶດຕິກໍາ |
|---|---|
| ພາກພື້ນໂອມິກ (ຕ່ໍາກວ່າມາດຕະຖານ) | ກະ ແສ ເພີ່ມ ທະ ວີ ຂຶ້ນ ຕາມ voltage; diode ປະພຶດຄືກັບຕົວຕ້ານທານທໍາມະດາ. |
| ຂອບເຂດຂອບເຂດ | ກະ ແສ ຈະ ເຖິງ ຈຸດ ສູງ ສຸດ ຂອງ ມັນ ທີ່ volt ຂອບ ເຂດ Gunn (ຕາມ ປົກກະຕິ ແລ້ວ 4-8 V ສໍາ ລັບ GaAs), ຊຶ່ງ ຫມາຍ ເຖິງ ການ ເລີ່ມ ຕົ້ນ ຂອງ ຜົນ ສະ ທ້ອນ ຂອງ Gunn. |
| ຂົງເຂດຕ້ານທານໃນແງ່ລົບ | ເກີນຂອບເຂດ, ກະແສຈະຫລຸດລົງເມື່ອแรงดันສູງຂຶ້ນເນື່ອງຈາກການສ້າງເຂດແລະການເຄື່ອນເຫນັງຂອງເອເລັກໂຕຣອນຫນ້ອຍລົງ. |
ໂຄ້ງລັກສະນະນີ້ຢືນຢັນການປ່ຽນແປງຂອງອຸປະກອນຈາກການນໍາພາທໍາມະດາໄປສູ່ລະບົບ Gunn-effect. ສ່ວນຕ້ານທານລົບແມ່ນສິ່ງທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ diode ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນທາດທີ່ເຂັ້ມແຂງໃນ microwave oscillator ແລະ amplifiers, ໃຫ້ພື້ນຖານໄຟຟ້າສໍາລັບພຶດຕິກໍາການສັ່ນສະເທືອນຂອງມັນທີ່ອະທິບາຍໃນພາກກ່ອນ.
ວິທີການດໍາເນີນງານ
ພຶດຕິກໍາຂອງ Gunn diode ຂຶ້ນຢູ່ກັບຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງ doping, ຄວາມຍາວຂອງຂອບເຂດທີ່ເຮັດວຽກ (L) ແລະ bias voltage. ປັດໄຈເຫຼົ່ານີ້ກໍານົດວ່າທົ່ງໄຟຟ້າຈະແຈກຢາຍແນວໃດພາຍໃນ semiconductor ແລະວ່າເຂດປະກອບຂອງອະວະກາດສາມາດເກີດຂຶ້ນຫຼືຖືກຢັບຢັ້ງໄດ້ຫຼືບໍ່.
| ແບບ ແຜນ | ຄໍາອະທິບາຍ | ການໃຊ້ທົ່ວໄປ / ຄໍາສັງເກດ |
|---|---|---|
| Gunn Oscillation Mode | ເມື່ອຜົນຜະລິດຂອງຄວາມເຂັ້ມແຂງແລະຄວາມຍາວຂອງເອເລັກໂຕຣອນ (nL) > 10¹² cm⁻², domain high-field ຈະເກີດຂຶ້ນຕາມວົງຈອນແລະເດີນທາງຜ່ານຂອບເຂດທີ່ເຮັດວຽກ. ການລົ້ມລະລາຍແຕ່ລະເຂດເຮັດໃຫ້ເກີດກະແສກະແສ, ເຮັດໃຫ້ເກີດການສັ່ນສະເທືອນຂອງໄມໂກເວີຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. | ໃຊ້ໃນ microwave oscillator ແລະ signal generators ຈາກ 1 GHz ເຖິງ 100 GHz. |
| Stable Amplification Mode | ເກີດຂຶ້ນເມື່ອຄວາມລໍາອຽງແລະຮູບຮ່າງປ້ອງກັນການສ້າງເຂດ. ອຸປະກອນນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມຕ້ານທານທີ່ແຕກຕ່າງໃນແງ່ລົບໂດຍບໍ່ມີການສັ່ນສະເທືອນຂອງເຂດ, ອະນຸຍາດໃຫ້ມີການຂະຫຍາຍສັນຍານນ້ອຍໆດ້ວຍຄວາມຫມັ້ນຄົງ. | ໃຊ້ໃນເຄື່ອງຂະຫຍາຍໄມໂກເວີທີ່ມີຜົນປະໂຫຍດຕໍ່າແລະເພີ່ມທະວີความถี่. |
| LSA (Limited Space-Charge Accumulation) Mode | diode ທໍາ ງານ ຕ່ໍາ ກວ່າ ຂອບ ເຂດ ສໍາ ລັບ ການ ສ້າງ domain ເຕັມ ປ່ຽມ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າການແຈກຢາຍຄືນຂອງຈໍານວນໄຟຟ້າຢ່າງວ່ອງໄວ ແລະ ການສັ່ນສະເທືອນຂອງຄວາມໄວສູງທີ່ຫມັ້ນຄົງພ້ອມກັບການບິດເບືອນຫນ້ອຍທີ່ສຸດ. | ເຮັດ ໃຫ້ frequency ເຖິງ ≈ 100 GHz ດ້ວຍ ຄວາມ ບໍລິສຸດ spectral ທີ່ ດີເລີດ; ໃຊ້ທົ່ວໄປໃນແຫຼ່ງໄມໂກເວີທີ່ມີສຽງດັງຕ່ໍາ. |
| Bias Circuit Mode | ການສັ່ນສະເທືອນເກີດຈາກການພົວພັນທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນທາງລະຫວ່າງ diode ແລະ ຄວາມລໍາອຽງພາຍນອກ ຫຼື ຫມວດ resonant, ແທນທີ່ຈະມາຈາກການເຄື່ອນເຫນັງຂອງຂອບເຂດທີ່ຢູ່ພາຍໃນ. | ເຫມາະສົມສໍາລັບ oscillator ທີ່ສາມາດປັບປ່ຽນໄດ້ແລະລະບົບ RF ທົດລອງທີ່ການຕອບສະຫນອງຂອງຫມວດມີອິດທິພົນຫຼາຍ. |
ຫມວດ Gunn Diode Oscillator
Gunn oscillator ໃຊ້ ຄວາມ ຕ້ານ ທານ ທາງ ລົບ ຂອງ diode ພ້ອມ ດ້ວຍ ການ inductance ຂອງ ຫມວດ ແລະ capacitance ເພື່ອ ສ້າງ ການ ສັ່ນ ສະ ເທືອນ ຢ່າງ ຕໍ່ ເນື່ອງ.
capacitor shunt ຂ້າມ diode ຢັບຢັ້ງການສັ່ນສະເທືອນຂອງການພັກຜ່ອນແລະເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບຫມັ້ນຄົງ. ສາມາດປັບຄວາມໄວຂອງ resonant ໄດ້ໂດຍການປັບຂະຫນາດຂອງ waveguide ຫຼື cavity.
GaAs Gunn diodes ທໍາ ມະ ດາ ດໍາ ເນີນ ງານ ລະ ຫວ່າງ 10 GHz ແລະ 200 GHz, ຜະລິດ ພະ ລັງ 5 mW – 65 mW, ຖືກ ໃຊ້ ຢ່າງ ກວ້າງ ຂວາງ ໃນ ເຄື່ອງ ສົ່ງ radar, microwave sensor ແລະ RF amplifiers.
ການນໍາໃຊ້ Gunn Diode
• Microwave ແລະ RF Oscillators: Gunn diodes ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນສ່ວນປະກອບຫຼັກໃນ microwave oscillator, ຜະລິດສັນຍານ RF ທີ່ຕໍ່ເນື່ອງແລະຫມັ້ນຄົງສໍາລັບເຄື່ອງສົ່ງແລະເຄື່ອງມືທົດສອບ.
• Radar ແລະ Doppler Motion Sensors: ໃຊ້ໃນລະບົບ radar Doppler ເພື່ອກວດສອບການເຄື່ອນໄຫວໂດຍການວັດແທກການປ່ຽນແປງຂອງความถี่, ມີປະໂຫຍດໃນການຕິດຕາມການເດີນທາງ, ປະຕູຄວາມປອດໄພ ແລະ ອັດຕະໂນມັດທາງອຸດສະຫະກໍາ.
• Speed Detection (Police Radar): Compact Gunn-based modules ສ້າງ microwave beams ສໍາລັບປືນ radar ທີ່ວັດແທກຄວາມໄວຂອງຍານພາຫະນະຢ່າງຖືກຕ້ອງຜ່ານການວິເຄາະ Doppler frequency.
• Industrial and Security Proximity Sensors: ກວດສອບການປະທັບຫຼືການເຄື່ອນໄຫວຂອງວັດຖຸໂດຍບໍ່ຕ້ອງຕິດຕໍ່ທາງຮ່າງກາຍ - ເຫມາະສົມສໍາລັບລະບົບຂົນສົ່ງ, ປະຕູອັດຕະໂນມັດ ແລະ ສັນຍານການບຸກລຸກ.
• Tachometers and Transceivers: ໃຫ້ການວັດແທກຄວາມໄວຂອງການຫມູນວຽນທີ່ບໍ່ຕິດຕໍ່ໃນເຄື່ອງຈັກແລະເຄື່ອງຈັກ, ແລະເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນຄູ່ສົ່ງ-ຮັບໃນສາຍການສື່ສານຂອງໄມໂກເວີ.
• Optical Laser Modulation Drivers: ໃຊ້ເພື່ອປັບປຸງ laser diodes ທີ່ความถี่ໄມໂກເວີສໍາລັບການສື່ສານທາງສາຍຕາ ແລະ ການທົດລອງ photonic ຄວາມໄວສູງ.
• Parametric Amplifier Pump Sources: ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນໄມໂກເວີທີ່ຫມັ້ນຄົງສໍາລັບ parametric amplifiers, ເຮັດໃຫ້ການຂະຫຍາຍສັນຍານສຽງດັງຕໍ່າໃນລະບົບການສື່ສານແລະລະບົບດາວທຽມ.
• Continuous-Wave (CW) Doppler Radars: ສ້າງຜົນຜະລິດຂອງໄມໂກໂບແບບຕໍ່ເນື່ອງສໍາລັບການວັດແທກຄວາມໄວ ແລະ ການເຄື່ອນໄຫວໃນເວລາຈິງໃນອຸຕຸນິຍົມ, ຫຸ່ນຍົນ ແລະ ການກວດສອບການຫລັ່ງໄຫຼຂອງເລືອດທາງການແພດ.
Gunn Diode vs ການປຽບທຽບອຸປະກອນໄມໂກເວີອື່ນໆ
Gunn diodes ເປັນຂອງຄອບຄົວຂອງແຫຼ່ງສັນຍານໄມໂກເວີ ແຕ່ແຕກຕ່າງຈາກອຸປະກອນອື່ນໆໃນດ້ານການກໍ່ສ້າງ, ການດໍາເນີນງານ ແລະ ປະສິດທິພາບ. ຕາຕະລາງທາງລຸ່ມນີ້ເນັ້ນເຖິງຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ສໍາຄັນລະຫວ່າງເຄື່ອງຜະລິດໄມໂກເວີທົ່ວໄປ.
| ອຸປະກອນ | ລັກສະນະສໍາຄັນ | ປຽບທຽບກັບ Gunn Diode | ການໃຊ້ທົ່ວໄປ / ຄໍາສັງເກດ |
|---|---|---|---|
| IMPATT Diode | Avalanche breakdown ແລະ impact ionization ໃຫ້ພະລັງງານສູງຫຼາຍ. | Gunn diodes ຜະລິດພະລັງງານຕ່ໍາກວ່າ ແຕ່ເຮັດວຽກດ້ວຍສຽງດັງໃນຂອບເຂດທີ່ຕ່ໍາກວ່າແລະຫມວດອະຄະຕິທີ່ງ່າຍກວ່າ. IMPATTs ຕ້ອງການ voltage ສູງ ກວ່າ ແລະ ຄວາມ ເຢັນ ທີ່ ຊັບຊ້ອນ. | ໃຊ້ໃນບ່ອນທີ່ຈໍາເປັນຕ້ອງມີພະລັງໄມໂກເວີສູງເຊັ່ນ ເຄື່ອງສົ່ງເຣດາ ແລະ ສາຍສື່ສານໄລຍະຍາວ. |
| Tunnel Diode | ໃຊ້ອຸໂມງ quantum ສໍາລັບຄວາມຕ້ານທານໃນທາງລົບທີ່แรงดันຕໍ່າ. | Tunnel diodes ທໍາ ງານ ໃນ frequency ທີ່ ຕ່ໍາ ກວ່າ (< 10 GHz) ແລະ ໃຫ້ ພະລັງ ຈໍາກັດ, ໃນ ຂະນະ ທີ່ Gunn diodes ເຖິງ 100 GHz + ພ້ອມ ດ້ວຍ ການ ຄວບ ຄຸມ ພະລັງ ທີ່ ດີກວ່າ. | ມັກໃຊ້ສໍາລັບການປ່ຽນແປງທີ່ໄວທີ່ສຸດຫຼືການຂະຫຍາຍສຽງດັງຕ່ໍາແທນທີ່ຈະສ້າງໄມໂກເວີ. |
| Klystron Tube | Velocity-modulated vacuum tube ສ້າງ microwave ທີ່ມີພະລັງສູງ. | Gunn diodes ເປັນ solid-state, compact ແລະ ບໍ່ ຕ້ອງ ບໍາລຸງ ຮັກສາ, ແຕ່ ໃຫ້ ພະລັງ ຫນ້ອຍ ກວ່າ. Klystrons ຕ້ອງມີລະບົບດູດອາກາດແລະແມ່ເຫຼັກຂະຫນາດໃຫຍ່. | ໃຊ້ໃນເຣດາທີ່ມີພະລັງສູງ, ດາວທຽມ ແລະ ເຄື່ອງຖ່າຍທອດ. |
| Magnetron | Cross-field vacuum oscillator ໃຫ້ພະລັງສູງຫຼາຍໃນຄວາມໄວຂອງໄມໂກເວີ. | Gunn diodes ມີຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ, ເບົາກວ່າ ແລະ solid-state, ໃຫ້ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງความถี่ທີ່ດີກວ່າ ແລະ ສາມາດປັບປ່ຽນໄດ້ ແຕ່ພະລັງຜະລິດທີ່ຕ່ໍາກວ່າ. | ທໍາມະດາໃນເຕົາໄມໂກ້, ລະບົບ radar ແລະ ຄວາມຮ້ອນ RF ທີ່ມີພະລັງງານສູງ. |
| GaN-Based MMIC Oscillator | ໃຊ້ GaN wide-bandgap ສໍາລັບຄວາມຫນາແຫນ້ນແລະປະສິດທິພາບຂອງພະລັງງານສູງ. | Gunn diodes ຍັງ ເປັນ ທາງ ເລືອກ ທີ່ ງ່າຍ ກວ່າ ແລະ ມີ ລາຄາ ແພງ ຕ່ໍາ ສໍາລັບ module microwave ທີ່ ແຕກ ຕ່າງ ກັນ, ເຖິງ ແມ່ນ ວ່າ GaN MMICs ມີ ອິດ ທິພົນ ຫລາຍ ໃນ ລະບົບ ທີ່ ມີ ປະສິດທິພາບ ສູງ. | ພົບໃນສະຖານີພື້ນຖານ 5G ແລະ module radar ທີ່ກ້າວຫນ້າ. |
ການທົດສອບ ແລະ ການແກ້ໄຂບັນຫາ
ຂັ້ນຕອນການທົດສອບແລະການວິນິໄສທີ່ເຫມາະສົມແມ່ນຈໍາເປັນເພື່ອໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າ Gunn diode ເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງໄວ້ວາງໃຈໃນລະດັບຄວາມໄວແລະລະດັບພະລັງທີ່ອອກແບບ. ເພາະ ການ ດໍາ ເນີນ ງານ ຂອງ ມັນ ຂຶ້ນ ຢູ່ ກັບ ຄວາມ ລໍາອຽງ, ການ ປັບ ຊ່ອງ ແລະ ເງື່ອນ ໄຂ ຄວາມ ຮ້ອນ, ແມ່ນ ແຕ່ ການ ບິດ ເບືອນ ເລັກ ນ້ອຍ ກໍ ສາມາດ ກະທົບກະ ເທືອ ນຕໍ່ ຄວາມ ຫມັ້ນຄົງ ຂອງ output ໄດ້. ການທົດສອບຕໍ່ໄປນີ້ຊ່ວຍກວດສອບຄວາມຊື່ສັດຂອງອຸປະກອນແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງປະສິດທິພາບ.
ການທົດສອບพารามิเตอร์
| พารามิเตอร์ການທົດສອບ | ຈຸດປະສົງ / ຄໍາອະທິບາຍ |
|---|---|
| Threshold Voltage (Vt) | ກໍານົດ voltage ທີ່ສ່ຽງບ່ອນທີ່ການສັ່ນສະເທືອນເລີ່ມຕົ້ນ. ຕາມປົກກະຕິແລ້ວ Gunn diode ທໍາມະດາຈະສະແດງຂອບເຂດປະມານ 4-8 V ສໍາລັບວັດສະດຸ GaAs. ການບິດເບືອນທີ່ສໍາຄັນໃດໆກໍຕາມອາດບົ່ງບອກເຖິງຄວາມເສື່ອມໂຊມຂອງວັດຖຸຫຼືຄວາມບົກພ່ອງໃນການຕິດຕໍ່. |
| VI ໂຄ້ງ | ວາງແຜນລັກສະນະ voltage-current ຂອງ diode ເພື່ອຢືນຢັນຂອບເຂດຄວາມຕ້ານທານທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນແງ່ລົບ (NDR). ໂຄ້ງ ຄວນ ສະ ແດງ ໃຫ້ ເຫັນ ຢ່າງ ແຈ່ມ ແຈ້ງ ວ່າ ກະ ແສ ຫລຸດ ລົງ ເກີນ ກວ່າ ຈຸດ ຈໍາ ກັດ, ເພື່ອ ຢືນ ຢັນ ຜົນ ສະ ທ້ອນ ຂອງ Gunn. |
| Frequency Spectrum | ວັດແທກໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງວິເຄາະ spectrum ຫຼື frequency counter ເພື່ອກວດເບິ່ງຄວາມໄວຂອງການສັ່ນສະເທືອນ, harmonics ແລະ ຄວາມບໍລິສຸດຂອງສັນຍານ. ສຽງດຽວທີ່ຫມັ້ນຄົງສະແດງເຖິງຄວາມລໍາອຽງທີ່ເຫມາະສົມແລະການປັບປ່ຽນຊ່ອງຫວ່າງ. |
| ການທົດສອບຄວາມຮ້ອນ | ປະ ເມີນ ວິ ທີ ທີ່ diode ຈັດ ການ ກັບ ຄວາມ ຮ້ອນ ຂອງ ຕົວ ເອງ ພາຍ ໃຕ້ ຄວາມ ອະ ຄະ ຕິ ທີ່ ຕໍ່ ເນື່ອງ. ການກວດເບິ່ງອຸນຫະພູມຂອງຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ເຮັດໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າອຸປະກອນຢູ່ໃນຂອບເຂດຄວາມຮ້ອນທີ່ປອດໄພ ແລະ ປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເກີດຄວາມຜິດພາດ. |
ບັນຫາທົ່ວໄປ ແລະ ການແກ້ໄຂ
| ປະເດັນ | ສາເຫດທີ່ເປັນໄປໄດ້ | ແນະນໍາແກ້ໄຂ |
|---|---|---|
| ບໍ່ມີການສັ່ນສະເທືອນ | แรงดันລໍາອຽງຜິດ, ການຕິດຕໍ່ໂອມິກບໍ່ດີ ຫຼື ຊ່ອງຫວ່າງຂອງຄື້ນທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງ. | ກວດສອບຄວາມລໍາອຽງທີ່ຖືກຕ້ອງແລະລະດັບแรงดันไฟฟ้า; ກວດ ສອບ ຄວາມ ຕໍ່ ເນື່ອງ ຂອງ ການ ຕິດ ຕໍ່; ປັບປຸງຊ່ອງ resonant ເພື່ອຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງທົ່ງທີ່ດີທີ່ສຸດ. |
| Frequency Drift | ຄວາມຮ້ອນເກີນໄປ, ໄຟຟ້າບໍ່ຫມັ້ນຄົງ ຫຼື ຂະຫນາດຂອງຊ່ອງວ່າງປ່ຽນແປງເນື່ອງຈາກອຸນຫະພູມ. | ປັບປຸງການຈົມຄວາມຮ້ອນ, ເພີ່ມຫມວດຊົດເຊີຍອຸນຫະພູມ ແລະ ໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າມີແຫຼ່ງພະລັງງານທີ່ຄວບຄຸມ. |
| ພະລັງ ຜະລິດ ຕ່ໍາ | diode ທີ່ເກົ່າແກ່, ການເປິເປື້ອນຂອງຜິວຫນ້າ, ຫຼື ຄວາມບໍ່ສອດຄ່ອງຂອງຊ່ອງ. | ປ່ຽນ diode ຖ້າ ຫາກ ເກົ່າ ແກ່; ການ ຕິດ ຕໍ່ ທີ່ ສະອາດ; ປັບປຸງການປັບປ່ຽນຊ່ອງຫວ່າງແລະກວດສອບການສອດຄ່ອງກັບ impedance. |
| ສຽງດັງເກີນໄປ ຫຼື Jitter | ການຕອງຄວາມລໍາອຽງບໍ່ດີ ຫຼື ການສ້າງເຂດທີ່ບໍ່ຫມັ້ນຄົງ. | ຕື່ມ capacitors decoupling ໃກ້ diode ແລະ ປັບປຸງການເຊື່ອມຕໍ່ສາຍ. |
| ການ ດໍາ ເນີນ ງານ ບໍ່ ສະ ຫມ່ໍາ ສະ ເຫມີ | ການຫມູນວຽນຄວາມຮ້ອນ ຫຼື ການຕິດຕັ້ງແບບຫລຸດ. | ໃຫ້ ແຫນ້ນ diode mount, ໃຫ້ ແນ່ ໃຈ ວ່າ ຄວາມ ກົດ ດັນ ທີ່ ຕິດ ຕໍ່ ກັນ ທີ່ ຫມັ້ນຄົງ, ແລະ ໃຫ້ ອາກາດ ໄຫລ ຫລື ການ ຈົມ ຄວາມ ຮ້ອນ ຢ່າງ ສະ ຫມ່ໍາ ສະ ເຫມີ. |
ການສະຫລຸບ
Gunn diodes ຍັງຊ່ວຍໃນເຕັກໂນໂລຊີໄມໂກເວີທີ່ທັນສະໄຫມ ເນື່ອງຈາກມີປະສິດທິພາບ, ລາຄາຕໍ່າ ແລະ ພິສູດວ່າໄວ້ວາງໃຈໄດ້. ຈາກ ເຄື່ອງ ຈັບ ຄວາມ ໄວ ຂອງ radar ຈົນ ເຖິງ ສາຍ ຕິດ ຕໍ່ ສື່ ສານ ທີ່ ກ້າວຫນ້າ, ມັນ ຍັງ ເປັນ ທາງ ເລືອກ ທີ່ ດີ ສໍາ ລັບ ການ ສ້າງ ຄວາມ ໄວ ສູງ ທີ່ ຫມັ້ນ ຄົງ. ດ້ວຍການປັບປຸງວັດສະດຸແລະການລວມເຂົ້າກັນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, Gunn diodes ຈະຮັກສາຄວາມສໍາຄັນຂອງມັນໄວ້ໃນການພັດທະນາ RF ໃນອະນາຄົດ.
ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ (FAQ)
ວັດສະດຸອັນໃດທີ່ເຫມາະສົມທີ່ສຸດສໍາລັບ Gunn diodes ແລະ ເພາະເຫດໃດ?
Gallium Arsenide (GaAs) ແລະ Indium Phosphide (InP) ເປັນວັດສະດຸທີ່ນິຍົມຫຼາຍທີ່ສຸດ ເພາະມັນສະແດງຜົນກະທົບ Gunn ຢ່າງແຮງກ້າເນື່ອງຈາກສາຍການນໍາພາຫຼາຍຮ່ອມພູ. ວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ມີການສັ່ນສະເທືອນທີ່ຫມັ້ນຄົງໃນລະດັບໄມໂກເວີ ແລະໃຫ້ການເຄື່ອນເຫນັງຂອງເອເລັກໂຕຣອນສູງສໍາລັບການສ້າງສັນຍານທີ່ມີປະສິດທິພາບ.
ທ່ານ ຈະ ອະ ຄະ ແນນ Gunn diode ສໍາ ລັບ ການ ດໍາ ເນີນ ງານ ຂອງ ໄມ ໂກ ເວີ ທີ່ ຫມັ້ນ ຄົງ ໄດ້ ແນວ ໃດ?
Gunn diode ຕ້ອງມີຄວາມລໍາອຽງ DC ທີ່ບໍ່ປ່ຽນແປງຫນ້ອຍກວ່າ voltage ຂອບເຂດຂອງມັນຫນ້ອຍຫນຶ່ງ (ຕາມປົກກະຕິແລ້ວ 4-8 V). ຫມວດອະຄະຕິຄວນລວມເຖິງການຕອງແລະແຍກຕົວທີ່ເຫມາະສົມເພື່ອຢັບຢັ້ງສຽງດັງແລະເຮັດໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າທົ່ງໄຟຟ້າທີ່ສະເຫມີກັນໃນຊັ້ນທີ່ເຮັດວຽກ, ຮັກສາການສັ່ນສະເທືອນທີ່ສະເຫມີ.
Gunn diode ສາມາດໃຊ້ເປັນເຄື່ອງຂະຫຍາຍໄດ້ບໍ?
ແມ່ນແລ້ວ. ເມື່ອດໍາເນີນການຕ່ໍາກວ່າມາດຕະຖານການສ້າງ domain, diode ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມຕ້ານທານທີ່ແຕກຕ່າງໃນແງ່ລົບໂດຍບໍ່ມີການສັ່ນສະເທືອນ, ອະນຸຍາດໃຫ້ມີການຂະຫຍາຍສັນຍານນ້ອຍໆ. mode ນີ້ ເປັນ ທີ່ ຮູ້ ກັນ ວ່າ Stable Amplification Mode, ທີ່ ໃຊ້ ໃນ ເຄື່ອງ ຂະ ຫຍາຍ microwave ທີ່ ມີ ຜົນ ປະ ໂຫຍດ ຕ່ໍາ ແລະ ເພີ່ມ ທະວີ frequency.
ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງ Gunn oscillation mode ແລະ LSA mode ແມ່ນຫຍັງ?
ໃນ Gunn oscillation mode, domain high-field ເດີນທາງ ຜ່ານ diode, ສ້າງ pulse ກະ ແສ ເປັນ ໄລຍະ. ໃນຮູບແບບ LSA (Limited Space-Charge Accumulation), ການສ້າງເຂດຖືກຢັບຢັ້ງ, ເຮັດໃຫ້ມີການສັ່ນສະເທືອນທີ່ສະອາດ, ມີສຽງດັງຕ່ໍາກວ່າ ແລະ ຄວາມບໍລິສຸດສູງກວ່າ.
ຈະປັບຄວາມໄວຂອງຜົນອອກຂອງ Gunn diode oscillator ໄດ້ແນວໃດ?
ຄວາມໄວຂອງການສັ່ນສະເທືອນຂຶ້ນຢູ່ກັບຫມວດ resonant ຫຼື ຊ່ອງຫວ່າງທີ່ຕິດຢູ່ diode. ໂດຍການປັບຂະຫນາດຂອງຊ່ອງ, แรงดันລໍາອຽງ ຫຼືການເພີ່ມສ່ວນປະກອບການປັບຕົວ varactor, ຄວາມໄວຂອງຜົນອອກສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້ໃນຂອບເຂດທີ່ກວ້າງຂວາງ, ໂດຍທົ່ວໄປຈາກ 1 GHz ເຖິງຫຼາຍກວ່າ 100 GHz.