Informacja

Dioda IMPATT: dioda mikrofalowa

Dioda IMPATT: dioda mikrofalowa


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Dioda IMPATT lub dioda jonizacyjna IMPact Avalanche Transit Time jest urządzeniem półprzewodnikowym RF używanym do generowania mikrofalowych sygnałów o częstotliwości radiowej.

Technologia diod IMPATT jest w stanie generować sygnały zwykle od około 3 do 100 GHz lub więcej. Jedną z głównych zalet tej diody mikrofalowej jest stosunkowo duża moc (często dziesięć watów i więcej), która jest znacznie wyższa niż w przypadku wielu innych form diody mikrofalowej.

Chociaż dioda IMPATT nie jest obecnie tak szeroko stosowana, jak inne technologie były w stanie zapewnić wyższy poziom wydajności, to jednak wpisuje się w niszę na rynku generowania sygnału mikrofalowego, zwłaszcza tam, gdzie potrzebne są stosunkowo opłacalne źródła.

Odkrycie i rozwój IMPATT

Oryginalny pomysł technologii diod IMPATT został zaproponowany przez Williama Shockleya w 1954 roku. Opracował on koncepcję tworzenia ujemnej rezystancji przy użyciu mechanizmu opóźnienia przejścia. W jego propozycji metodą wtrysku nośników było połączenie PN z przesunięciem w przód.

Shockley opublikował swój pomysł w Bell Systems Technical Journal w 1954 r. W artykule zatytułowanym „Ujemny opór wynikający z czasu przejścia w diodach półprzewodnikowych”.

Pomysł został rozwinięty dopiero w 1958 roku, kiedy W.T. Read z Bell Laboratories zaproponował swoją strukturę diody P + N I N +, którą później nazwano diodą Read. Ta dioda wykorzystywała zwielokrotnienie lawiny jako mechanizm wtrysku. Ponownie w Bell Systems Technical Journal, tym razem w 1958 r., Opublikowano artykuł pod tytułem: Proponowana dioda wysokiej częstotliwości o ujemnej rezystancji ”.

Chociaż postulowano mechanizm wtrysku i diodę, początkowo nie można było zrealizować diody. Dopiero w 1965 roku wykonano pierwsze praktyczne diody robocze i zaobserwowano pierwsze oscylacje. Dioda użyta do tej demonstracji została wykonana z krzemu i miała strukturę P + N.

Następnie zademonstrowano działanie diody Read, a następnie w 1966 roku zademonstrowano działanie diody PIN.

Podstawy diody IMPATT

Pod wieloma względami dioda IMPATT jest niezwykłą diodą, ponieważ jest w stanie dostarczać sygnały RF o dużej mocy przy częstotliwościach mikrofalowych przy użyciu struktury, która nie różni się tak bardzo od podstawowego złącza PN. Został jednak opracowany, aby umożliwić wykorzystanie zupełnie innego trybu pracy.

  • Teoria i działanie: Dioda mikrofalowa IMPATT opiera się na negatywnym efekcie rezystancji spowodowanym czasem przejścia nośników. Kiedy pojawia się opór ujemny, zmniejszenie napięcia zwiększa prąd i odwrotnie. Ta ujemna rezystancja umożliwia diodzie działanie jako oscylator, wytwarzając sygnały o częstotliwościach mikrofalowych. Przeczytaj więcej o Jak działa dioda IMPATT?
  • Produkcja i konstrukcja: Istnieje wiele struktur i metod produkcji stosowanych w przypadku diod IMPATT. Każdy ma swoje zalety i wady. Przeczytaj więcej o Struktura i produkcja IMPATT

Działanie diody IMPATT

Dioda IMPATT jest zwykle stosowana w generatorach mikrofal. Aby stworzyć wyjście, do IMPATT doprowadzane jest zasilanie prądem stałym, które oscyluje, gdy w obwodzie znajduje się odpowiednio dostrojony obwód.

Wyjście obwodu IMPATT jest niezawodne i stosunkowo wysokie w porównaniu z innymi formami diod mikrofalowych. Jednak generuje również wysokie poziomy szumu fazowego w wyniku swojej pracy, co oznacza, że ​​jest używany w prostych nadajnikach częściej niż jako lokalny oscylator w odbiornikach, w których generalnie ważniejsza jest charakterystyka szumów fazowych. Problem szumów fazowych oznacza również, że musi być używany w stosunkowo niewymagających zastosowaniach, w których jest mało prawdopodobne, aby charakterystyka szumów fazowych miała znaczenie.

Dioda IMPATT wymaga do swojej pracy stosunkowo wysokiego napięcia. Często może to być nawet 70 woltów lub więcej. Wraz z szumem fazowym może to ograniczać zastosowania, w których dioda może być używana. Niemniej jednak diody IMPATT są szczególnie atrakcyjną opcją dla diod mikrofalowych w wielu obszarach.

Zastosowania diod IMPATT

Diody IMPATT są używane w wielu zastosowaniach, w których wymagany jest kompaktowy, opłacalny sposób generowania mocy mikrofalowej. Mają tę wadę, że same biegną swobodnie, a także ze względu na sposób ich działania generują stosunkowo wysokie poziomy szumów fazowych. Niemniej jednak istnieje kilka zastosowań, w których można zastosować technologię diod IMPATT.

  • Alarmy włamaniowe
  • Podstawowe formy radaru
  • Detektory ogólne wykorzystujące technologię RF

Istnieje wiele obszarów, w których można zastosować diodę IMPATT, ale wraz z pojawieniem się innych alternatyw, które są obecnie dostępne, wraz z wysokim szumem fazowym i wymaganym wysokim napięciem, jej zastosowanie spadło. Niemniej jednak nadal jest to forma diody, która może być przydatna w niektórych zastosowaniach.


Obejrzyj wideo: Diody Schottkyego RS Elektronika #91 (Może 2022).