Gunn二極體

Gunn二極體,這是利用耿氏疇來工作的一種微波有源器件,它實際上就是在GaAs等雙能谷半導體的兩端製作上歐姆接觸電極即成。

簡介

在二極體兩端加有適當的電壓、使半導體處於NDR(負微分電阻)狀態時,載流子自陰極就開始積累,同時一邊往陽極漂移、一邊長大並成熟為一個Gunn疇,當疇漂移到陽極時即消失, 同時輸出一個電流脈衝; 然後又從陰極開始產生新的疇,……,如此不斷地輸出一個一個的電流脈衝——電流振盪(即 Gunn振盪)。

模式

根據“Gunn疇渡越時間(L / vs )» 輸出交變信號的周期(1/ f)”,可以估算出Gunn振盪的頻率為 f » vs / L µ 1/ L , 或者 f L ≈ vs ≈10cm/s(對GaAs和InP)。

按照Gunn二極體有源區長度L和工作頻率(輸出調諧迴路的頻率)f的高低可以知道, Gunn振盪具有以下幾種模式:

a) Gunn疇渡越模式 ~ f L≈10cm/s ,這時Gunn疇到達陽極才消失。

b) Gunn疇淬滅模式 ~ f L > 10cm/s ,這時Gunn疇在中途即消失而輸出電流脈衝。

c) Gunn疇延遲模式 ~ f L < 10cm/s ,這時Gunn疇在到達陽極消失(同時輸出電流脈衝)之後,電壓還不能回升到使器件進入負阻區,從而不能立即產生新的疇,而是需要延遲一段時間才又積累而形成新的疇。

Gunn器件與IMPATTD(雪崩注入渡越時間二極體)的工作頻率 ( f = vs / W),比較起來二者都應該差不多;不過,Gunn器件在f >15GHz時, 輸出功率下降得比較快,故Gunn器件的實用頻率不如IMPATT二極體的高。

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