Диоды Ганна – это функциональные приборы, которые реализуют определённую функцию. В частности диод Ганна реализует функцию генератора СВЧ – колебаний. Впервые явление было открыто Ганном в 1963 г. Диод Ганна – это объёмный материал на основе GaAs, который при приложении к нему постоянного напряжения в определённом диапазоне, генерирует СВЧ – колебания.Рис 1 Причинной возникновения СВЧ – колебаний, является наличие на ВАХ, участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением (ОДС). Зонная диаграмма и ВАХ GaAs. GaAs – как полупроводник Рис 2 Рис 3 Лист Изм Лист № докум Подпись Дата Эффективная масса m1*=0,07m0 m1*=1,2m0 Подвижность µ1=600 см2/В*с µ2=150 см2/В*с По мере роста приложенного напряжения к образцу GaAs дополнительная энергия, которую приобретают электроны, расположенные в основном минимуме (нижняя долина), возрастает и начинает приближаться к энергии междолинного расщепления. Электрон начинает перебираться из основного минимума к дополнительному (верхняя долина). Рис 4 Вольт – Амперная Характеристика (ВАХ). Рис 5 Лист Изм Лист № докум Подпись Дата В следствии того, что подвижности µ1 и µ2 отличаются сильно, на участке ВАХ проявляется участок с ОДП.Для GaAs – характерные точки между которыми происходит перераспределение Еа и Ев Еа=3,2 кВ/см Ев=20 кВ/смТак как в GaAs энергия расщепления меньше ширины запрещённой зоны E<Eg, то Ев меньше напряжения лавинного пробоя Елп(Ев<Елп). Механизм междолинных переходов приводящих к появлению участка с ОДС, часе всего называют эффектом Ганна. Такой эффект реализуется в очень малом количестве полупроводников. Если подвижности µ1, µ2 мало отличаются друг от друга, то на ВАХ появляется характеристика без ОДС.Зарядовая неустойчивость в структурах с ОДС Рис 7 При выборе рабочей точки на участке ОДС любая зарядовая неустойчивость будет расти. Например, если в какой – то точке увеличивается отрицательный заряд, это приведёт к уменьшению поля слева от него и увеличивается поле справа от него, но при этом ток слева увеличивается, а справа уменьшается. И объёмный заряд будет расти. И это будет происходить до тех пор, пока заряд не вырастет на столько, что поле Е1 и Е3 соответствующие одинаковым токам. После этого рост зарядовой неустойчивости прекратится и, но она будет двигаться по образцу. В момент выхода объёмного заряда из образца возникает скачок тока и ясно, что время пролёта через образец – есть время соответствующее периоду колебаний тока во внешней цепи. В случае если ВАХ не имеет участка с ОДС, то зарядовая неустойчивость, вызывающая изменение электрических полей, сама по себе рассасывается. Рис 8 Лист Изм Лист № докум Подпись Дата Домены сильного электрического поля в диодах Ганна. Рис 9 Рис 10В GaAs флуктуации приводят к образованию сильного электрического поля, заряд в котором растёт до тех пор, пока токи слева и справа внутри домена не выровняются. Причём внутри домена будут только тяжёлые электроны, а снаружи вне домена – лёгкие электроны. Этот домен электрического поля также движется по образцу и его разрушение на контактах будет соответствовать появлению колебаний тока в цепи. Лист Изм Лист № докум Подпись Дата Временные параметры диодов Ганна. Q – заряд – время релаксации относительно носителей.Если мы находимся на участке ОДС, то будет отрицательной и заряд будет не рассасываться, а формироваться. – Условие формирования, а не рассасывания заряда Из них следует Лист Изм Лист № докум Подпись Дата То есть, эта формула есть условие конструирования диодов Ганна из GaAs. W=0,1 мм =107 Статистическая ВАХ GaAs. Отсюда следует Экспериментально установлено, что для GaAs k=4 Лист Изм Лист № докум Подпись Дата СООТНОШЕНИЕ, ОПИСЫВАЮЩЕЕ ВАХ В ДИОДАХ ГАННА НА ОСНОВЕ GAAS Рис 11 Лист Изм Лист № докум Подпись Дата
Похожие работы
Административная деятельность органов внутренних дел
/> КАЗАНСКИЙ ЮИ МВД РФ ________________________________________________ По курсу: Административная деятельность органов внутренних дел. 4 курс группа № _74 __ (набор 1997 года) Слушатель: __Мазитов Антон…
Франсіс Бекон
Міністерство освіти і науки України РЕФЕРАТ на тему: “Френсіс Бекон” Виконала: Сенчак Олеся м. Івано-Франківськ 2003 р. ВСТУП ХVII та ХVII століття – епоха видатних…
Бактеріологічна зброя 2
Київський національний університет імені Тараса Шевченка Геологічний факультет Кафедра геохімії,мінералогії та петрографії Реферат на тему: “Бактеріологічна зброя” Виконала студентка5 курсу групигеохіміків БеспаловаЛ.А. КИЇВ-2004 Бактеріологічна зброя…
Профілактика хірургічної інфекції
ПРОФІЛАКТИКА ХІРУРГІЧНОЇ ІНФЕКЦІЇ Великий ризик для здоров’я та величезні економічні витрати, пов’язані з лікуванням хворих, ставлять сьогодні профілактику хірургічної інфекції на вищий ступінь, ніж пошук…
Гіперпосилання
Гіперпосилання Гіперпосиланням називається виокремлений фрагмент (в рамках даного розділу ключове слово), при натиску на якому документ пересувається до потрібного місця в документі (зазвичай, для отримання…
Розвиток артикуляційної риторики
Смачне варення (активізація м’язів язика) Почистимо зуби Коник (активізація кінчика язика) Хованка (активізація кореня язика) Веселий язичок (активізація м’язів язика) Закриті ворота (активізація м’язів язика)…