గన్ డయోడ్: పని, లక్షణాలు & అనువర్తనాలు

సమస్యలను తొలగించడానికి మా పరికరాన్ని ప్రయత్నించండి





డయోడ్ రెండు టెర్మినల్ సెమీకండక్టర్ ఎలక్ట్రానిక్ భాగం ఇది నాన్ లీనియర్ కరెంట్-వోల్టేజ్ లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది. ఫార్వర్డ్ బయాస్ సమయంలో దాని నిరోధకత చాలా తక్కువగా (దాదాపు సున్నా నిరోధకత) ఉన్న ఒక దిశలో ఇది కరెంట్‌ను అనుమతిస్తుంది. అదేవిధంగా, ఇతర దిశలో, ఇది ప్రవాహ ప్రవాహాన్ని అనుమతించదు - ఎందుకంటే ఇది రివర్స్ బయాస్ సమయంలో చాలా ఎక్కువ నిరోధకతను (అనంత నిరోధకత ఓపెన్ సర్క్యూట్‌గా పనిచేస్తుంది) అందిస్తుంది.

గన్ డయోడ్

గన్ డయోడ్



ది డయోడ్లు వివిధ రకాలుగా వర్గీకరించబడ్డాయి వారి పని సూత్రాలు మరియు లక్షణాల ఆధారంగా. వీటిలో జెనరిక్ డయోడ్, షాటీ డయోడ్, షాక్లీ డయోడ్, స్థిరమైన-ప్రస్తుత డయోడ్, జెనర్ డయోడ్ , లైట్ ఎమిటింగ్ డయోడ్, ఫోటోడియోడ్, టన్నెల్ డయోడ్, వరాక్టర్, వాక్యూమ్ ట్యూబ్, లేజర్ డయోడ్, పిన్ డయోడ్, పెల్టియర్ డయోడ్, గన్ డయోడ్ మరియు మొదలైనవి. ఒక ప్రత్యేక సందర్భంలో, ఈ వ్యాసం గన్ డయోడ్ యొక్క పని, లక్షణాలు మరియు అనువర్తనాల గురించి చర్చిస్తుంది.


గన్ డయోడ్ అంటే ఏమిటి?

గన్ డయోడ్ ఇతర డయోడ్‌ల మాదిరిగా విలక్షణమైన పిఎన్ డయోడ్ జంక్షన్‌ను కలిగి లేనప్పటికీ, ఇది ఒక రకమైన డయోడ్‌గా పరిగణించబడుతుంది, అయితే ఇందులో రెండు ఎలక్ట్రోడ్లు ఉంటాయి. ఈ డయోడ్‌ను ట్రాన్స్‌ఫర్డ్ ఎలక్ట్రానిక్ డివైస్ అని కూడా అంటారు. ఈ డయోడ్ ప్రతికూల అవకలన నిరోధక పరికరం, దీనిని ఉత్పత్తి చేయడానికి తక్కువ-శక్తి ఓసిలేటర్‌గా తరచుగా ఉపయోగిస్తారు మైక్రోవేవ్ . ఇది N- రకం సెమీకండక్టర్‌ను మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది, దీనిలో ఎలక్ట్రాన్లు మెజారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్‌లు. మైక్రోవేవ్ వంటి చిన్న రేడియో తరంగాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి, ఇది గన్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగిస్తుంది.



గన్ డయోడ్ నిర్మాణం

గన్ డయోడ్ నిర్మాణం

చిత్రంలో చూపిన కేంద్ర ప్రాంతం చురుకైన ప్రాంతం, ఇది సరిగ్గా డోప్ చేయబడిన N- రకం GaA లు మరియు ఎపిటాక్సియల్ పొరను 8 నుండి 10 మైక్రోమీటర్ల మందంతో కలిగి ఉంటుంది. క్రియాశీల ప్రాంతం ఓహ్మిక్ పరిచయాలను కలిగి ఉన్న రెండు ప్రాంతాల మధ్య శాండ్విచ్ చేయబడింది. డయోడ్ యొక్క వేడెక్కడం మరియు అకాల వైఫల్యాన్ని నివారించడానికి మరియు ఉష్ణ పరిమితులను నిర్వహించడానికి హీట్ సింక్ అందించబడుతుంది.

ఈ డయోడ్‌ల నిర్మాణం కోసం, N- రకం పదార్థం మాత్రమే ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది బదిలీ చేయబడిన ఎలక్ట్రాన్ ప్రభావం N- రకం పదార్థాలకు మాత్రమే వర్తిస్తుంది మరియు P- రకం పదార్థాలకు వర్తించదు. డోపింగ్ చేసేటప్పుడు క్రియాశీల పొర యొక్క మందాన్ని మార్చడం ద్వారా ఫ్రీక్వెన్సీని మార్చవచ్చు.

గన్ ప్రభావం

GaAs (గాలియం ఆర్సెనైడ్) పై చేసిన ప్రయోగాల తరువాత 1960 లలో దీనిని జాన్ బాటిస్కోంబ్ గన్ కనుగొన్నాడు, అతను తన ప్రయోగాల ఫలితాల్లో శబ్దాన్ని గమనించాడు మరియు మైక్రోవేవ్ పౌన encies పున్యాల వద్ద విద్యుత్ డోలనాల ఉత్పత్తికి స్థిరమైన విద్యుత్ క్షేత్రం ద్వారా స్థిరమైన విద్యుత్ క్షేత్రం ద్వారా రుణపడి ఉన్నాడు ప్రవేశ విలువ. దీనిని జాన్ బాటిస్కోంబ్ గన్ కనుగొన్న తరువాత దీనికి గన్ ఎఫెక్ట్ అని పేరు పెట్టారు.


సెమీకండక్టర్ పరికరానికి వర్తించే వోల్టేజ్ క్లిష్టమైన వోల్టేజ్ విలువ లేదా థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్ విలువను మించినప్పుడల్లా గన్ ప్రభావాన్ని మైక్రోవేవ్ శక్తి యొక్క ఉత్పత్తి (కొన్ని GHz చుట్టూ మైక్రోవేవ్ పౌన encies పున్యాలతో శక్తి) గా నిర్వచించవచ్చు.

గన్ డయోడ్ ఓసిలేటర్

గన్ డయోడ్ ఓసిలేటర్

గన్ డయోడ్ ఓసిలేటర్

గన్ డయోడ్లు 10 GHz నుండి THz వరకు పౌన encies పున్యాలతో మైక్రోవేవ్లను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఓసిలేటర్లను నిర్మించడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఇది నెగటివ్ డిఫరెన్షియల్ రెసిస్టెన్స్ పరికరం - దీనిని బదిలీ అని కూడా పిలుస్తారు ఎలక్ట్రాన్ పరికరం ఓసిలేటర్ - ఇది ట్యూన్డ్ సర్క్యూట్, దీనికి గన్ డయోడ్ డిసి బయాస్ వోల్టేజ్‌తో వర్తించబడుతుంది. మరియు, దీనిని డయోడ్‌ను ప్రతికూల నిరోధక ప్రాంతంగా పక్షపాతం అని పిలుస్తారు.

ఈ కారణంగా, సర్క్యూట్ యొక్క సానుకూల ప్రతిఘటనతో డయోడ్ యొక్క ప్రతికూల నిరోధకత రద్దు కావడంతో సర్క్యూట్ యొక్క మొత్తం అవకలన నిరోధకత సున్నా అవుతుంది, ఫలితంగా డోలనాలు ఏర్పడతాయి.

గన్ డయోడ్ యొక్క పని

ఈ డయోడ్ ఒకే ముక్కతో తయారు చేయబడింది ఎన్-టైప్ సెమీకండక్టర్ గాలియం ఆర్సెనైడ్ మరియు ఇన్పి (ఇండియం ఫాస్ఫైడ్) వంటివి. GaA లు మరియు కొన్ని ఇతర సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు వాటి ఎలక్ట్రానిక్ బ్యాండ్ నిర్మాణంలో ఒక అదనపు-శక్తి బ్యాండ్‌ను కలిగి ఉంటాయి, బదులుగా రెండు ఎనర్జీ బ్యాండ్‌లను మాత్రమే కలిగి ఉంటాయి. సాధారణ సెమీకండక్టర్ పదార్థాల వంటి వాలెన్స్ బ్యాండ్ మరియు ప్రసరణ బ్యాండ్. ఈ GaA లు మరియు కొన్ని ఇతర సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు మూడు శక్తి బ్యాండ్లను కలిగి ఉంటాయి మరియు ఈ అదనపు మూడవ బ్యాండ్ ప్రారంభ దశలో ఖాళీగా ఉంటుంది.

ఈ పరికరానికి వోల్టేజ్ వర్తింపజేస్తే, అనువర్తిత వోల్టేజ్ చాలావరకు క్రియాశీల ప్రాంతంలో కనిపిస్తుంది. అతితక్కువ విద్యుత్ నిరోధకత కలిగిన ప్రసరణ బ్యాండ్ నుండి ఎలక్ట్రాన్లు మూడవ బ్యాండ్‌లోకి బదిలీ చేయబడతాయి ఎందుకంటే ఈ ఎలక్ట్రాన్లు అనువర్తిత వోల్టేజ్ ద్వారా చెల్లాచెదురుగా ఉంటాయి. GaA ల యొక్క మూడవ బ్యాండ్ చలనశీలతను కలిగి ఉంది, ఇది ప్రసరణ బ్యాండ్ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.

ఈ కారణంగా, ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ పెరుగుదల క్షేత్ర బలాన్ని పెంచుతుంది (త్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్ విలువ కంటే అనువర్తిత వోల్టేజ్ ఎక్కువగా ఉన్న ఫీల్డ్ బలానికి), అప్పుడు ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య వారి వేగాన్ని తగ్గించడం ద్వారా ప్రభావవంతమైన ద్రవ్యరాశి పెరిగే స్థితికి చేరుకుంటుంది మరియు అందువలన, ప్రస్తుత తగ్గుతుంది.

అందువల్ల, క్షేత్ర బలం పెరిగితే, డ్రిఫ్ట్ వేగం తగ్గుతుంది, ఇది V-I సంబంధంలో ప్రతికూల పెరుగుదల నిరోధక ప్రాంతాన్ని సృష్టిస్తుంది. అందువలన, వోల్టేజ్ పెరుగుదల కాథోడ్ వద్ద ఒక స్లైస్ సృష్టించడం ద్వారా నిరోధకతను పెంచుతుంది మరియు యానోడ్కు చేరుకుంటుంది. కానీ, స్థిరమైన వోల్టేజ్‌ను నిర్వహించడానికి, కాథోడ్ వద్ద కొత్త స్లైస్ సృష్టించబడుతుంది. అదేవిధంగా, వోల్టేజ్ తగ్గితే, అప్పుడు ఉన్న ఏదైనా స్లైస్‌ను చల్లార్చడం ద్వారా నిరోధకత తగ్గుతుంది.

గన్ డయోడ్ యొక్క లక్షణాలు

గన్ డయోడ్ లక్షణాలు

గన్ డయోడ్ లక్షణాలు

గన్ డయోడ్ యొక్క ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ సంబంధ లక్షణాలు పై గ్రాఫ్‌లో దాని ప్రతికూల నిరోధక ప్రాంతంతో చూపించబడ్డాయి. ఈ లక్షణాలు టన్నెల్ డయోడ్ యొక్క లక్షణాలతో సమానంగా ఉంటాయి.

పై గ్రాఫ్‌లో చూపినట్లుగా, ప్రారంభంలో ఈ డయోడ్‌లో కరెంట్ పెరుగుతుంది, కానీ ఒక నిర్దిష్ట వోల్టేజ్ స్థాయికి చేరుకున్న తరువాత (థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్ విలువ అని పిలువబడే ఒక నిర్దిష్ట వోల్టేజ్ విలువ వద్ద), మళ్లీ పెరిగే ముందు కరెంట్ తగ్గుతుంది. ప్రస్తుత జలపాతం ఉన్న ప్రాంతాన్ని ప్రతికూల నిరోధక ప్రాంతం అని పిలుస్తారు మరియు దీని కారణంగా ఇది డోలనం చేస్తుంది. ఈ ప్రతికూల నిరోధక ప్రాంతంలో, ఈ డయోడ్ ఓసిలేటర్ మరియు యాంప్లిఫైయర్ రెండింటి వలె పనిచేస్తుంది, ఈ ప్రాంతంలో వలె, డయోడ్ సంకేతాలను విస్తరించడానికి ప్రారంభించబడుతుంది.

గన్ డయోడ్ యొక్క అనువర్తనాలు

గన్ డయోడ్ అనువర్తనాలు

గన్ డయోడ్ అనువర్తనాలు

  • 100mW 5GHz నుండి 1W 35GHz అవుట్‌పుట్‌ల వరకు పౌన encies పున్యాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి గన్ ఓసిలేటర్లుగా ఉపయోగిస్తారు. ఈ గన్ ఓసిలేటర్లను ఉపయోగిస్తారు రేడియో కమ్యూనికేషన్స్ , సైనిక మరియు వాణిజ్య రాడార్ వనరులు.
  • రైళ్ల పట్టాలు తప్పకుండా ఉండటానికి, అపరాధులను గుర్తించడానికి సెన్సార్లుగా ఉపయోగిస్తారు.
  • వందల GHz వరకు పౌన frequency పున్య శ్రేణి కలిగిన సమర్థవంతమైన మైక్రోవేవ్ జనరేటర్లుగా ఉపయోగించబడుతుంది.
  • రిమోట్ వైబ్రేషన్ డిటెక్టర్లు మరియు భ్రమణ వేగం కొలత కోసం ఉపయోగిస్తారు టాకోమీటర్లు .
  • మైక్రోవేవ్ కరెంట్ జనరేటర్ (పల్సెడ్ గన్ డయోడ్ జనరేటర్) గా ఉపయోగించబడుతుంది.
  • మైక్రోవేవ్ రేడియో తరంగాలను చాలా తక్కువ శక్తితో ఉత్పత్తి చేయడానికి మైక్రోవేవ్ ట్రాన్స్మిటర్లలో ఉపయోగిస్తారు.
  • సెమీకండక్టర్ ఇంజెక్షన్ లేజర్ల మాడ్యులేషన్ కోసం మైక్రో ఎలెక్ట్రానిక్స్లో వేగంగా నియంత్రించే భాగాలుగా ఉపయోగిస్తారు.
  • గన్ ఓసిలేటర్ ఫ్రీక్వెన్సీని డయోడ్ ఫ్రీక్వెన్సీతో గుణించడం ద్వారా సబ్-మిల్లీమీటర్ వేవ్ అప్లికేషన్లుగా ఉపయోగిస్తారు.
  • మరికొన్ని అనువర్తనాల్లో డోర్ ఓపెనింగ్ సెన్సార్లు, ప్రాసెస్ కంట్రోల్ పరికరాలు, అవరోధ ఆపరేషన్, చుట్టుకొలత రక్షణ, పాదచారుల భద్రతా వ్యవస్థలు, సరళ దూర సూచికలు, స్థాయి సెన్సార్లు, తేమ కంటెంట్ కొలత మరియు చొరబాటు అలారాలు ఉన్నాయి.

గన్ డయోడ్, గన్ డయోడ్ యొక్క లక్షణాలు, గన్ ఎఫెక్ట్, గన్ డయోడ్ ఓసిలేటర్ మరియు దాని అనువర్తనాలతో క్లుప్తంగా దాని గురించి మీకు ఒక ఆలోచన వచ్చిందని మేము ఆశిస్తున్నాము. గన్ డయోడ్‌లకు సంబంధించిన మరింత సమాచారం కోసం, దయచేసి క్రింద వ్యాఖ్యానించడం ద్వారా మీ ప్రశ్నలను పోస్ట్ చేయండి.

ఫోటో క్రెడిట్స్: