Gunn二极管

更新时间:2023-12-28 17:39

Gunn二极管,这是利用耿氏畴来工作的一种微波有源器件,它实际上就是在GaAs等双能谷半导体的两端制作上欧姆接触电极即成。

简介

在二极管两端加有适当的电压、使半导体处于NDR(负微分电阻)状态时,载流子自阴极就开始积累,同时一边往阳极漂移、一边长大并成熟为一个Gunn畴,当畴漂移到阳极时即消失, 同时输出一个电流脉冲; 然后又从阴极开始产生新的畴,……,如此不断地输出一个一个的电流脉冲——电流振荡(即 Gunn振荡)。

模式

根据“Gunn畴渡越时间(L / vs )» 输出交变信号的周期(1/ f)”,可以估算出Gunn振荡的频率为 f » vs / L µ 1/ L , 或者 f L ≈ vs ≈10cm/s(对GaAs和InP)。

按照Gunn二极管有源区长度L和工作频率(输出调谐回路的频率)f的高低可以知道, Gunn振荡具有以下几种模式:

(a) Gunn畴渡越模式 ~ f L≈10cm/s ,这时Gunn畴到达阳极才消失。

(b) Gunn畴淬灭模式 ~ f L>10cm/s ,这时Gunn畴在中途即消失而输出电流脉冲。

(c) Gunn畴延迟模式 ~ f L>10cm/s ,这时Gunn畴在到达阳极消失(同时输出电流脉冲)之后,电压还不能回升到使器件进入负阻区,从而不能立即产生新的畴,而是需要延迟一段时间才又积累而形成新的畴。

Gunn器件与IMPATTD(雪崩注入渡越时间二极管)的工作频率 ( f = vs / W),比较起来二者都应该差不多;不过,Gunn器件在f >15GHz时, 输出功率下降得比较快,故Gunn器件的实用频率不如IMPATT二极管的高。

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