ImpattダイオードとTrapattダイオードおよびBarittダイオードの違い

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現在の拡大以来 半導体デバイス理論 科学者たちは、2端子の負性抵抗デバイスを作ることが可能かどうか疑問に思っています。 1958年にWTの読み取りにより、アバランシェダイオードの概念が明らかになりました。マイクロ波で使用されるさまざまなタイプのダイオードが市場に出回っており、RFはさまざまなタイプに分類されます。およびバリットダイオード。このことから、ダイオードがマイクロ波周波数で負性抵抗を生成する可能性があることが明らかになりました。これは、逆バイアスされた半導体領域の高電界パワー領域でキャリア力のイオン化とドリフトを使用することによって実現されます。この概念から、この記事では、ImpattとTrapattダイオードおよびBarittダイオードの違いの概要を説明します。

ImpattとTrapattダイオードおよびBarittダイオードの違い

ImpattとTrapattダイオードおよびBarittダイオードの違いについては、以下で説明します。




IMPACTダイオード

IMPATTダイオードは、高周波マイクロ波電子デバイスで使用される高出力半導体電気部品の一種です。これらのダイオードには負性抵抗が含まれています。 発振器として使用 マイクロ波だけでなく増幅器も製造します。 IMPATTダイオードは、約3 GHz〜100GHz以上の周波数で動作できます。このダイオードの主な利点は、その高出力機能です。のアプリケーション 影響 イオン化 アバランシェトランジットタイムダイオード 主に低電力レーダーシステム、近接アラームなどが含まれます。このダイオードを使用することの主な欠点は、それらが生成する場合、位相ノイズレベルが高いことです。これらの結果は、なだれプロセスの統計的性質によるものです。

インパクトダイオード

インパクトダイオード



IMPATTダイオードの構造はに似ています 通常のPINダイオード またはショットキーダイオードの基本的な概要ですが、動作と理論は大きく異なります。ダイオードは、電荷キャリアの通過時間と結合したアバランシェブレークダウンを使用して、負性抵抗領域を提供し、発振器として機能します。アバランシェ降伏の性質は非常にノイズが多く、IMPATTダイオードによって形成される信号には高レベルの位相ノイズがあります。

TRAPATTダイオード

TRAPATTという用語は、「トラップされたプラズマアバランシェによってトリガーされるトランジットモード」の略です。これは、数百MHzから数GHzで動作する能力のある高効率マイクロ波発生器です。 TRAPATTダイオードは、IMPATTダイオードの同様の基本ファミリに属しています。ただし、TRAPATTダイオードには多くの利点と多くの用途があります。基本的に、このダイオードは通常マイクロ波発振器として使用されますが、通常はDCからRFへの信号変更効率が20〜60%の範囲で、効率が向上するという利点があります。

Trapattダイオード

Trapattダイオード

通常、ダイオードの構造は、高電力レベルに使用されるp + n n +で構成され、n + p p +構造の方が優れています。機能については トラップされたプラズマアバランシェトリガートランジット または、TRAPATTは、電界を根付かせてアバランシェの増大が発生する重要な値に増強する電流パルスを使用して励起されます。この時点で、生成されたプラズマのためにフィールドは近くで失敗します。


正孔と電子の分配と流れは、非常に小さな場によって駆動されます。それは、それらが飽和速度よりも遅い速度で「閉じ込められ」ていることをほぼ示しています。プラズマがアクティブ領域全体で増加した後、電子と正孔は逆端子にドリフトし始め、次に電界が再び上昇し始めます。

Trapattダイオード構造

Trapattダイオード構造

TRAPATTダイオードの動作原理は、アバランシェフロントがキャリアの飽和速度よりも速く進むことです。一般的に、飽和値を約3倍上回っています。ダイオードのモードは、注入位相遅延に依存しません。

ダイオードはIMPATTダイオードよりも高レベルの効率を提供しますが。このダイオードの主な欠点は、信号のノイズレベルがIMPATTよりもさらに高いことです。必要な用途に応じて安定性を終了する必要があります。

BARITTダイオード

BARITTダイオードの頭字語は「バリアインジェクショントランジットタイムダイオード」であり、より一般的に使用されているIMPATTダイオードと多くの比較が行われます。このダイオードは、より一般的なIMPATTダイオードと同様にマイクロ波信号の生成に使用されます。また、このダイオードは盗難警報機で頻繁に使用され、比較的ノイズレベルの低い単純なマイクロ波信号を簡単に作成できます。

このダイオードはIMPATTダイオードに関して非常に似ていますが、これら2つのダイオードの主な違いは、BARITTダイオードがアバランシェの増倍ではなく熱電子放出を利用することです。

バリットダイオード

バリットダイオード

この種のエミッションを使用する主な利点の1つは、手順のノイズが少ないことです。その結果、BARITTダイオードは、IMPATTのような同様のノイズレベルを経験しません。基本的に、BARITTダイオードは、背中合わせに配置された2つのダイオードで構成されています。デバイス全体に電位が印加されると、ほとんどの電位降下が逆バイアスされたダイオード全体で発生します。次に、空乏領域の端が合うまで電圧が拡大されると、パンチスルーと呼ばれる状態が発生します。

ImpattとTrapattダイオードおよびBarittダイオードの違いは表形式で示されています

プロパティ IMPACTダイオード TRAPATTダイオード BARITTダイオード
フルネーム 衝突電離アバランシェトランジット時間トラップされたプラズマアバランシェトリガートランジットバリア注入通過時間
によって開発された 1965年のRLジョンストン1967年のHJPrager1971年のDJコールマン
動作周波数範囲 4GHz〜200GHz1〜3GHz4GHz〜8GHz
動作原理 アバランチ乗算プラズマなだれ熱電子放出
出力電力 1ワットCWおよび> 400ワットパルス3GHzで250ワット、1GHzで550ワットわずか数ミリワット
効率 3%CWおよび60%1GHz未満でパルス化、ガンダイオードタイプよりも効率的かつ強力
インパットダイオード雑音指数:30dB(ガンダイオードより悪い)
3GHzで35%、1GHzで60%パルス5%(低頻度)、20%(高頻度)
雑音指数 30dB(ガンダイオードより悪い)約60dBのオーダーの非常に高いNF低NF約15dB
利点 ・このマイクロ波ダイオードは、他のダイオードと比較して高い電力能力を備えています。

・出力は他のダイオードと比較して信頼性があります

・Impactよりも高い効率

・非常に低い消費電力

・インパットダイオードよりもノイズが少ない

・バリットアンプを使用したCバンドで15dBのNF

短所 ・高雑音指数

・高い動作電流

・高いスプリアスAM / FMノイズ

・電力密度が高いため、CW動作には適していません

・約60dBの高いNF

・上限周波数はミリ波以下に制限されています

・狭い帯域幅

・限られた数mWの出力

アプリケーション ・電圧制御されたImpattオシレーター

・低電力レーダーシステム

・インジェクションロックアンプ

・キャビティ安定化インパットダイオード発振器

・マイクロ波ビーコンで使用

・計器着陸装置•レーダーのLO

・ミキサー

・オシレーター

・小信号増幅器

したがって、これはすべて、動作原理、周波数範囲、o / p電力、効率、雑音指数、長所、短所、およびそのアプリケーションを含む、ImpattとTrapattダイオードおよびBarittダイオードの違いに関するものです。さらに、この概念に関する質問や 電気プロジェクトを実施する 、下のコメントセクションにコメントして、貴重な提案をしてください。ここにあなたへの質問があります、Impattダイオード、TrapattダイオードおよびBarittダイオードの機能は何ですか?

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