ダイオードは2端子半導体です電子部品非線形の電流-電圧特性を示します。これにより、順方向バイアス中に抵抗が非常に低い（ほとんどゼロの抵抗）一方向に電流が流れます。同様に、反対方向では、逆バイアス時に非常に高い抵抗（無限抵抗が開回路として機能する）を提供するため、電流が流れません。

ガンダイオード

ザ・ダイオードはさまざまなタイプに分類されますそれらの動作原理と特性に基づいています。これらには、汎用ダイオード、ショットキーダイオード、ショックリーダイオード、定電流ダイオード、ツェナーダイオード、発光ダイオード、フォトダイオード、トンネルダイオード、バラクター、真空管、レーザーダイオード、PINダイオード、ペルチェダイオード、ガンダイオードなど。特別な場合について、この記事では、ガンダイオードの動作、特性、およびアプリケーションについて説明します。

ガンダイオードとは何ですか？

ガンダイオードは、他のダイオードのような典型的なPNダイオード接合を含まないにもかかわらず、一種のダイオードと見なされますが、2つの電極で構成されています。このダイオードは、転送された電子デバイスとも呼ばれます。このダイオードは負性差動抵抗デバイスであり、生成するための低電力発振器として頻繁に使用されます。電子レンジ。これは、電子が大部分の電荷キャリアであるN型半導体のみで構成されています。マイクロ波などの短い電波を発生させるために、ガン効果を利用しています。

ガンダイオードの構造

図に示されている中央領域はアクティブ領域であり、適切にドープされたN型GaAsと約8〜10マイクロメートルの厚さのエピタキシャル層です。活性領域は、オーミック接触を持つ2つの領域の間に挟まれています。ヒートシンクは、ダイオードの過熱と早期故障を回避し、熱制限を維持するために提供されています。

“バイナリ形式で表される通信信号は、 ”

これらのダイオードの構造には、N型材料のみが使用されます。これは、N型材料にのみ適用され、P型材料には適用されない伝達電子効果によるものです。ドーピング中に活性層の厚さを変えることにより、周波数を変えることができる。

ガン効果

ジョン・バティスコム・ガンは、GaAs（ガリウム砒素）の実験後、1960年代に発明しました。彼は実験結果にノイズを観察し、これは、マイクロ波周波数で、より大きな大きさの定常電界による電気振動の生成によるものです。しきい値。 John Battiscombe Gunnによって発見された後、GunnEffectと名付けられました。

ガン効果は、半導体デバイスに印加される電圧が臨界電圧値またはしきい値電圧値を超えるたびにマイクロ波電力（マイクロ波周波数が約数GHzの電力）を生成することとして定義できます。

ガンダイオード発振器

ガンダイオードは、10GHzからTHzの範囲の周波数のマイクロ波を生成するための発振器を構築するために使用されます。これは負性微分抵抗デバイスであり、転送とも呼ばれます電子デバイス発振器 –これは、DCバイアス電圧が印加されたガンダイオードで構成される同調回路です。そして、これはダイオードを負性抵抗領域にバイアスすることと呼ばれます。

このため、ダイオードの負性抵抗が回路の正の抵抗と相殺されて発振が発生するため、回路の全微分抵抗はゼロになります。

“UPSをインバーターに変換する方法 ”

ガンダイオードの働き

このダイオードは一枚でできています N型半導体ガリウム砒素やInP（リン化インジウム）など。 GaAsおよび他のいくつかの半導体材料は、2つのエネルギーバンドだけではなく、電子バンド構造に1つの余分なエネルギーバンドを持っています。通常の半導体材料のような価電子帯と伝導帯。これらのGaAsおよびその他の半導体材料は3つのエネルギーバンドで構成されており、この余分な3番目のバンドは初期段階では空です。

このデバイスに電圧が印加されると、印加された電圧のほとんどがアクティブ領域の両端に現れます。電気抵抗率が無視できる伝導帯からの電子は、印加電圧によって散乱されるため、第3の帯に移動します。 GaAsの3番目のバンドの移動度は伝導帯の移動度よりも小さくなっています。

このため、順方向電圧の増加は電界強度を増加させ（印加電圧がしきい値電圧値よりも大きい電界強度の場合）、速度を低下させることによって有効質量が増加する状態に到達する電子の数、およびしたがって、電流は減少します。

したがって、電界強度が増加すると、ドリフト速度が減少し、V-I関係で負の増分抵抗領域が作成されます。したがって、電圧の増加は、カソードにスライスを作成してアノードに到達することにより、抵抗を増加させます。ただし、一定の電圧を維持するために、カソードに新しいスライスが作成されます。同様に、電圧が低下すると、既存のスライスを消滅させることで抵抗が低下します。

ガンダイオードの特性

ガンダイオードの電流-電圧関係特性は、負性抵抗領域とともに上のグラフに示されています。これらの特性は、トンネルダイオードの特性と似ています。

“ドア用アクセスカードシステム ”

上のグラフに示すように、最初はこのダイオードで電流が増加し始めますが、特定の電圧レベル（しきい値電圧値と呼ばれる指定された電圧値）に達した後、電流は減少してから再び増加します。電流が流れる領域は負性抵抗領域と呼ばれ、これにより振動します。この負性抵抗領域では、このダイオードは発振器と増幅器の両方として機能します。この領域では、ダイオードは信号を増幅できるようになっています。

ガンダイオードのアプリケーション

ガンダイオードアプリケーション

100mW5GHzから1W35GHz出力の範囲の周波数を生成するためのガン発振器として使用されます。これらのガンオシレーターは無線通信、軍事および商用レーダーソース。
列車の脱線を防ぐために、侵入者を検出するためのセンサーとして使用されます。
最大数百GHzの周波数範囲で効率的なマイクロ波発生器として使用されます。
リモート振動検出器と回転速度測定に使用されますタコメータ。
マイクロ波電流発生器（パルスガンダイオード発生器）として使用されます。
マイクロ波送信機で使用され、非常に低い電力でマイクロ波電波を生成します。
半導体注入レーザーの変調など、マイクロエレクトロニクスの高速制御コンポーネントとして使用されます。
ガン発振器周波数にダイオード周波数を乗算することにより、サブミリ波アプリケーションとして使用されます。
その他のアプリケーションには、ドア開放センサー、プロセス制御デバイス、バリア操作、境界保護、歩行者安全システム、直線距離インジケーター、レベルセンサー、含水量測定、侵入者アラームなどがあります。

ガンダイオード、ガンダイオードの特性、ガンエフェクト、ガンダイオード発振器、およびそのアプリケーションでの動作について簡単に理解していただければ幸いです。ガンダイオードの詳細については、以下にコメントして質問を投稿してください。

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