Информация

IMPATT Диод: микровълнов диод

IMPATT Диод: микровълнов диод

Диодът IMPATT или йонизационният транзитен диод на лавина IMPact е RF полупроводниково устройство, което се използва за генериране на микровълнови радиочестотни сигнали.

Диодната технология IMPATT е в състояние да генерира сигнали обикновено от около 3 и 100 GHz или повече. Едно от основните предимства на този микровълнов диод е относително високата мощност (често десет вата и повече), която е много по-висока от много други форми на микровълнов диод.

Въпреки че в наши дни диодът IMPATT не е толкова широко използван, колкото други технологии успяват да осигурят по-високи нива на производителност, той въпреки това се вписва в ниша на пазара за генериране на микровълнови сигнали, особено там, където са необходими относително рентабилни източници.

Откриване и развитие на IMPATT

Оригиналната идея за диодна технология IMPATT е предложена от Уилям Шокли през 1954 г. Той разработва концепцията за създаване на отрицателно съпротивление, използвайки механизъм за забавяне на транзитното време. В неговото предложение методът на инжектиране за носителите е преден предубеден PN кръстовище.

Шокли публикува идеята си в Bell Systems Technical Journal през 1954 г. в статия, озаглавена: „Отрицателно съпротивление, произтичащо от времето на преминаване в полупроводникови диоди“.

Идеята е разработена по-нататък до 1958 г., когато W.T. Read of Bell Laboratories предложи своята диодна структура P + N I N +, която по-късно беше наречена Read diode. Този диод използва умножение на лавина като инжекционен механизъм. Отново в техническия вестник на Bell Systems беше публикуван доклад, този път през 1958 г. под заглавие: Предложен високочестотен диод с отрицателно съпротивление. "

Въпреки че инжекционният механизъм и диодът бяха постулирани, първоначално не беше възможно да се реализира диодът. Отне до 1965 г., преди да бъдат направени първите практически работещи диоди и да бъдат наблюдавани първите трептения. Диодът, използван за тази демонстрация, е произведен с помощта на силиций и има P + N структура.

След това беше демонстрирана работата на диода за четене и след това през 1966 г. беше показан и PIN диод, който работи.

Основи на диодите IMPATT

В много отношения диодът IMPATT е необичаен диод, тъй като е в състояние да осигури високочестотни RF сигнали на микровълнови честоти, използвайки структура, която не е толкова различна от основния PN преход. Той обаче е разработен, за да позволи напълно различен режим на работа.

  • Теория и работа: Микровълновият диод IMPATT разчита на отрицателен ефект на съпротивление, причинен от времето за преминаване на носителите. Когато възникне отрицателно съпротивление, намаляването на напрежението увеличава тока и обратно. Това отрицателно съпротивление позволява на диода да действа като осцилатор, създавайки сигнали на микровълнови честоти. Прочетете повече за Как работи диод IMPATT?
  • Производство и структура: Има редица структури и методи за производство, използвани за диоди IMPATT. Всеки от тях има свои предимства и недостатъци. Прочетете повече за IMPATT структура и производство

Работа на диод IMPATT

Диодът IMPATT обикновено се използва в микровълнови генератори. За да се създаде изход, захранване с постоянен ток, приложено към IMPATT, което се колебае, когато в веригата е подходяща настроена верига.

Изходът на веригата IMPATT е надежден и относително висок в сравнение с други форми на микровълнов диод. Въпреки това той също така генерира високи нива на фазов шум в резултат на своята работа и това означава, че той се използва в прости предаватели по-често, отколкото като локален осцилатор в приемници, където производителността на фазовия шум обикновено е по-важна. Въпросът с фазовия шум също означава, че той трябва да се използва в относително неизискващи приложения, където е малко вероятно изпълнението на фазовия шум да бъде от значение.

Диодът IMPATT изисква сравнително високо напрежение за своята работа. Често това може да достигне до 70 волта или евентуално повече. Заедно с фазовия шум, това може да ограничи приложенията, в които диодът може да се използва. Независимо от това диодите IMPATT са особено привлекателна опция за микровълнови диоди за много области.

IMPATT диодни приложения

Диодите IMPATT се използват в редица приложения, където са необходими компактни икономически ефективни средства за генериране на микровълнова енергия. Те имат недостатъка, че сами се движат свободно, а също и предвид начина, по който работят, генерират относително високи нива на фазов шум. Въпреки това има няколко приложения, за които е приложима диодната технология IMPATT.

  • Аларми за нарушители
  • Основни форми на радара
  • Общи детектори, използващи RF технология

Има много области, в които диодът IMPATT може да се използва, но с появата на други алтернативи, заедно с високия си фазов шум и необходимото високо напрежение, употребата му е намаляла. Въпреки това все още е форма на диод, която може да бъде полезна в някои приложения.


Гледай видеото: Impatt diode (Октомври 2021).