50. Туннельные диоды, диод Ганна (параметры, обозначение, конструкции, применения).

Туннельный диод

Туннельный диод - полупроводниковый диод, действие которого основано на туннельном эффекте. Применяется преимущественно в усилителях и генераторах сверхвысокочастотных колебаний и в импульсных переключающих устройствах.


Картинка

Картинка

Основные параметры туннельных диодов

В статическом режиме основными параметрами туннельного диода являются тока и напряжения в точках экстремума ВАХ:

- ток пика Ip - максимальный туннельный ток в прямом направлении

- напряжение пика Up - напряжение на диоде, которое соответствует току пика

- ток впадины Iv - минимальный туннельный ток диода

- напряжение впадины Uv - напряжение на диоде которое соответствует току впадины

- напряжение на диоде UF - напряжение, которое соответствует току Ip на диффузионном отрезке ВАХ

- напряжение скачка ΔU = UV - Up - наибольший перепад напряжения, который происходит во время работы туннельного диода в схемах релаксационного генератора

- емкость диода С - емкость между выводами диода при заданом напряжении смещения.

Конструкции

Для изготовления туннельных диодов применяются различные полупроводниковые материалы: германий, кремний, арсенид галлия, фосфат индия, арсенид индия, антимонид индия и антимонид галлия.Выбор материала в значительной степени определяется требуемыми параметнами прибора. Наиболее перспективным материалом является арсенид галлия, обладающий наилучшими параметрами. Для германиевых диодов в качестве доноров используют фосфор или мышьяк, а в качестве акцепторов — галлий или алюминий. Для арсенид-галлиевых - олово, свинец, серу, селен, теллур (доноры), цинк, кадмий (акцепторы). Для получения узкого p-n-перехода применяется метод вплавления или диффузии примесей.


Диод Ганна

Диод Ганна — тип полупроводниковых диодов, использующийся для генерации и преобразования колебаний в диапазоне СВЧ на частотах от 0,1 до 100 ГГц. В отличие от других типов диодов, принцип действия диода Ганна основан не на свойствах p-n-переходов, т.е. все его свойства определяются не эффектами, которые возникают в местах соединения двух различных полупроводников, а собственными свойствами применяемого полупроводникового материала.

Применение

На основе эффекта Ганна созданы генераторные и усилительные диоды, применяемые в качестве генераторов накачки в параметрических усилителях, гетеродинов в супергетеродинных приемниках, генераторов в маломощных передатчиках и в измерительной технике.

Картинка

Картинкаобозначение на схеме

Основные параметры

- Минимальное выходная мощность Pвых.max - минимальная мощность, которую может обеспечить диод Ганна в непрерывном режиме генерации.

- Минимальное импульсное выходное напряжение Pимп.вых.max - минимальная мощность, которую может обеспечить диод в импульсном режиме генерации.

- Пороговое напряжение Uпор - постоянное напряжение на диоде, при котором начинается генерация колебаний.

- Коэффициент полезного действия η - отношение выходной полезной мощности к мощности постоянного тока, которая тратится на возбуждение диода.

- Рабочее напряжение Up, Up.имп. - постоянное напряжение на диода в непрерывном режиме или в импульсном режиме генерации, которое обеспечивает заданную выходную мощность.

- Рабочий участок частот Δf - полоса частот, в которой диод обеспечивает генерацию СВЧ колебаний.

- К параметрам также относят емкость структуры Cстр, емкость корпуса Cкор, индуктивность выводов L, рабочие токи в непрерывном и импульсном режимах Ip, Ip.min.






К списку Рандомный вопрос