Unterschied zwischen Impattdiode und Trapattdiode und Barittdiode

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Seit der Expansion des Stroms Theorie der Halbleiterbauelemente Wissenschaftler haben sich gefragt, ob es möglich ist, ein Gerät mit negativem Widerstand mit zwei Anschlüssen herzustellen. 1958 enthüllte WT Read das Konzept der Lawinendiode. Es gibt verschiedene Arten von Dioden auf dem Markt, die in der Mikrowelle verwendet werden, und HF wird in verschiedene Typen eingeteilt, nämlich Varaktor-, Stift-, Stufenwiederherstellungs-, Mischer-, Detektor-, Tunnel- und Lawinenlaufzeitgeräte wie Impattdiode, Trapattdiode und Baritt-Dioden. Daraus wurde ersichtlich, dass die Diode bei den Mikrowellenfrequenzen einen negativen Widerstand erzeugen kann. Dies wird durch Verwendung von Trägerkraftionisation und -drift im Hochfeldleistungsbereich des in Sperrrichtung vorgespannten Halbleiterbereichs erreicht. Ausgehend von diesem Konzept gibt dieser Artikel hier einen Überblick über einen Unterschied zwischen Impatt- und Trapatt-Diode und Baritt-Diode.

Unterschied zwischen Impatt- und Trapatt-Diode und Baritt-Diode

Der Unterschied zwischen Impatt- und Trapatt-Diode und Baritt-Diode wird unten diskutiert.




IMPACT Diode

Eine IMPATT-Diode ist eine Art elektrischer Hochleistungshalbleiterkomponente, die in elektronischen Hochfrequenz-Mikrowellengeräten verwendet wird. Diese Dioden enthalten einen negativen Widerstand als Oszillatoren verwendet zur Herstellung von Verstärkern sowie Mikrowellen. IMPATT-Dioden können bei Frequenzen zwischen etwa 3 GHz und 100 GHz oder mehr arbeiten. Der Hauptvorteil dieser Diode ist ihre Hochleistungsfähigkeit. Die Anwendungen von Einschlag Ionisation Avalanche Transit Time Dioden Dazu gehören hauptsächlich Radarsysteme mit geringer Leistung, Näherungsalarme usw. Ein Hauptnachteil der Verwendung dieser Diode besteht darin, dass der Phasenrauschpegel hoch ist, wenn sie erzeugt werden. Diese Ergebnisse ergeben sich aus dem statistischen Charakter des Lawinenprozesses.

Schlagdiode

Schlagdiode



Die Struktur der IMPATT-Diode ist ähnlich wie bei a normale PIN-Diode oder Schottky-Diode Grundriss, aber der Betrieb und die Theorie sind sehr unterschiedlich. Die Diode verwendet einen Lawinendurchbruch, der mit den Laufzeiten der Ladungsträger verbunden ist, um es zu erleichtern, einen negativen Widerstandsbereich anzubieten und dann als Oszillator aufzutreten. Da die Lawinenunterbrechung sehr verrauscht ist und die von einer IMPATT-Diode gebildeten Signale ein hohes Phasenrauschen aufweisen.

TRAPATT-Diode

Der Begriff TRAPATT steht für 'Trapped Plasma Plasma Lawine Triggered Transit Mode'. Es ist ein hocheffizienter Mikrowellengenerator, der für den Betrieb von mehreren hundert MHz bis zu mehreren GHz zuständig ist. Die TRAPATT-Diode gehört zur ähnlichen Grundfamilie der IMPATT-Diode. Die TRAPATT-Diode bietet jedoch eine Reihe von Vorteilen und auch eine Reihe von Anwendungen. Grundsätzlich wird diese Diode normalerweise als Mikrowellenoszillator verwendet, hat jedoch den Vorteil eines besseren Wirkungsgrads, normalerweise kann der Wirkungsgrad der Änderung des Gleichstrom- / HF-Signals im Bereich von 20 bis 60% liegen.

Trapattdiode

Trapattdiode

Normalerweise besteht der Aufbau der Diode aus einem p + n n +, der für hohe Leistungspegel verwendet wird, und ein n + p p + Aufbau ist besser. Für die Funktion der Eingeschlossener durch Plasma-Lawinen ausgelöster Transit Oder TRAPATT wird mit einem Stromimpuls erregt, der das elektrische Feld verwurzelt, um einen wichtigen Wert zu erreichen, bei dem eine Lawinenvervielfachung auftritt. Zu diesem Zeitpunkt versagt das Feld in der Nähe aufgrund des erzeugten Plasmas.


Die Verteilung und der Fluss der Löcher und Elektronen werden von einem sehr kleinen Feld angetrieben. Es zeigt fast, dass sie mit einer Geschwindigkeit hinter der Sättigungsgeschwindigkeit „gefangen“ wurden. Nachdem das Plasma über den gesamten aktiven Bereich angestiegen ist, beginnen die Elektronen und Löcher zu den umgekehrten Anschlüssen zu driften, und dann beginnt das elektrische Feld wieder anzusteigen.

Trapatt-Diodenstruktur

Trapatt-Diodenstruktur

Das Arbeitsprinzip der TRAPATT-Diode besteht darin, dass die Lawinenfront schneller voranschreitet als die Sättigungsgeschwindigkeit der Träger. Im Allgemeinen übertrifft es den Wert der Sättigung um einen Faktor von etwa drei. Der Modus der Diode hängt nicht von der Einspritzphasenverzögerung ab.

Die Diode bietet zwar einen hohen Wirkungsgrad als die IMPATT-Diode. Der Hauptnachteil dieser Diode besteht darin, dass der Rauschpegel des Signals sogar höher als der von IMPATT ist. Eine Stabilität muss entsprechend der erforderlichen Anwendung beendet werden.

BARITT Diode

Das Akronym der BARITT-Diode lautet 'Barrier Injection Transit Time Diode' und weist zahlreiche Vergleiche mit der allgemein verwendeten IMPATT-Diode auf. Diese Diode wird bei der Erzeugung von Mikrowellensignalen wie die üblichere IMPATT-Diode verwendet, und auch diese Diode wird häufig bei Einbruchalarmen verwendet und kann einfach ein einfaches Mikrowellensignal mit einem vergleichsweise niedrigen Rauschpegel erzeugen.

Diese Diode ist in Bezug auf die IMPATT-Diode sehr ähnlich, aber der Hauptunterschied zwischen diesen beiden Dioden besteht darin, dass die BARITT-Diode eher eine thermionische Emission als eine Multiplikation der Lawine verwendet.

Baritt Diode

Baritt Diode

Einer der Hauptvorteile der Verwendung dieser Art von Emission besteht darin, dass das Verfahren weniger laut ist. Infolgedessen erfährt die BARITT-Diode keine ähnlichen Geräuschpegel wie ein IMPATT. Grundsätzlich besteht die BARITT-Diode aus zwei Dioden, die hintereinander angeordnet sind. Immer wenn Potential an das Gerät angelegt wird, tritt der größte Teil des Potentialabfalls über die in Sperrrichtung vorgespannte Diode auf. Wenn die Spannung dann vergrößert wird, bis sich die Enden des Verarmungsbereichs treffen, tritt ein Zustand auf, der als Durchstanzen bekannt ist.

Der Unterschied zwischen Impatt- und Trapatt-Diode und Baritt-Diode ist in tabellarischer Form angegeben

Eigenschaften IMPACT Diode TRAPATT-Diode BARITT Diode
Vollständiger Name Impact Ionisation Avalanche Transit TimeEingeschlossener durch Plasma-Lawinen ausgelöster TransitLaufzeit der Barriereinjektion
Entwickelt von RL Johnston im Jahr 1965HJ Prager im Jahr 1967DJ Coleman im Jahr 1971
Betriebsfrequenzbereich 4 GHz bis 200 GHz1 bis 3 GHz4 GHz bis 8 GHz
Funktionsprinzip LawinenvervielfachungPlasma-LawineGlühemission
Ausgangsleistung 1 Watt CW und> 400 Watt gepulst250 Watt bei 3 GHz, 550 Watt bei 1 GHzNur ein paar Milliwatt
Effizienz 3% CW und 60% pulsierten unter 1 GHz, effizienter und leistungsfähiger als der Gunn-Diodentyp
Impatt-Diodenrauschen Abbildung: 30 dB (schlechter als eine Gunn-Diode)
35% bei 3 GHz und 60% gepulst bei 1 GHz5% (Niederfrequenz), 20% (Hochfrequenz)
Rauschzahl 30 dB (schlechter als die Gunn-Diode)Sehr hohe NF in der Größenordnung von etwa 60 dBNiedrige NF ca. 15dB
Vorteile · Diese Mikrowellendiode hat im Vergleich zu anderen Dioden eine hohe Leistungsfähigkeit.

· Die Ausgabe ist im Vergleich zu anderen Dioden zuverlässig

· Höhere Effizienz als Impact

· Sehr geringe Verlustleistung

· Weniger verrauscht als Impattdioden

· NF von 15 dB im C-Band unter Verwendung eines Baritt-Verstärkers

Nachteile · Hohe Geräuschzahl

· Hoher Betriebsstrom

· Starkes AM / FM-Störgeräusch

· Aufgrund hoher Leistungsdichten nicht für den CW-Betrieb geeignet

· Hohe NF von ca. 60dB

· Die obere Frequenz ist auf ein Millimeterband begrenzt

· Enge Bandbreite

· Begrenzte Leistung von wenigen mWatt

Anwendungen · Spannungsgesteuerte Impatt-Oszillatoren

· Radarsystem mit geringer Leistung

· Injection-Locked-Verstärker

· Hohlraumstabilisierte Impattdiodenoszillatoren

· Wird in Mikrowellenbaken verwendet

· Instrumentenlandesysteme • LO im Radar

· Rührgerät

· Oszillator

· Kleinsignalverstärker

Hier geht es also um den Unterschied zwischen Impatt- und Trapatt-Diode und Baritt-Diode, der Funktionsprinzipien, Frequenzbereich, O / P-Leistung, Effizienz, Rauschzahl, Vor- und Nachteile sowie deren Anwendungen umfasst. Darüber hinaus Fragen zu diesem Konzept oder die elektrischen Projekte umzusetzen Bitte geben Sie Ihre wertvollen Vorschläge, indem Sie im Kommentarbereich unten einen Kommentar abgeben. Hier ist eine Frage für Sie, welche Funktionen haben die Impatt-Diode, die Trapatt-Diode und die Baritt-Diode?

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