Informasi

IMPATT Diode: dioda microwave

IMPATT Diode: dioda microwave

Dioda IMPATT atau dioda IMPact ionisation Avalanche Transit Time adalah perangkat semikonduktor RF yang digunakan untuk menghasilkan sinyal frekuensi radio gelombang mikro.

Teknologi dioda IMPATT mampu menghasilkan sinyal biasanya dari sekitar 3 dan 100 GHz atau lebih. Salah satu keuntungan utama dari dioda gelombang mikro ini adalah kemampuan daya yang relatif tinggi (seringkali sepuluh watt atau lebih) yang jauh lebih tinggi daripada banyak bentuk dioda gelombang mikro lainnya.

Meskipun dioda IMPATT tidak banyak digunakan saat ini karena teknologi lain telah mampu memberikan tingkat kinerja yang lebih tinggi, namun tetap cocok dengan ceruk di pasar pembangkit sinyal gelombang mikro, terutama di mana sumber yang relatif hemat biaya diperlukan.

Penemuan & pengembangan IMPATT

Ide asli untuk teknologi dioda IMPATT diusulkan oleh William Shockley pada tahun 1954. Ia mengembangkan konsep untuk menciptakan resistansi negatif menggunakan mekanisme penundaan waktu transit. Dalam proposalnya, metode injeksi untuk pembawa adalah persimpangan PN bias maju.

Shockley menerbitkan idenya di Bell Systems Technical Journal pada tahun 1954 dalam sebuah makalah berjudul: 'Resistensi negatif yang timbul dari waktu transit di dioda semikonduktor.'

Ide ini tidak dikembangkan lebih lanjut sampai tahun 1958 ketika W.T. Read of Bell Laboratories mengusulkan struktur dioda P + N I N + yang kemudian disebut dioda Read. Dioda ini menggunakan perkalian longsoran sebagai mekanisme injeksi. Sekali lagi sebuah makalah diterbitkan dalam Bell Systems Technical Journal, kali ini pada tahun 1958 dengan judul: Sebuah usulan dioda resistansi negatif frekuensi tinggi. '

Meskipun mekanisme injeksi dan dioda telah didalilkan, pada awalnya tidak mungkin untuk mewujudkan dioda. Butuh waktu hingga 1965 sebelum dioda operasi praktis pertama dibuat dan osilasi pertama diamati. Dioda yang digunakan untuk demonstrasi ini dibuat menggunakan silikon dan memiliki struktur P + N.

Setelah ini, operasi dioda Baca didemonstrasikan dan kemudian pada tahun 1966 dioda PIN juga ditunjukkan untuk bekerja.

Dasar-dasar dioda IMPATT

Dalam banyak hal, dioda IMPATT adalah dioda yang tidak biasa karena mampu memberikan sinyal RF daya tinggi pada frekuensi gelombang mikro dengan menggunakan struktur yang tidak jauh berbeda dari sambungan PN dasar. Namun ini telah dikembangkan untuk memungkinkan mode operasi yang sama sekali berbeda untuk digunakan.

  • Teori & Operasi: Dioda gelombang mikro IMPATT bergantung pada efek resistansi negatif yang disebabkan oleh waktu transit pembawa. Ketika resistansi negatif terjadi, pengurangan tegangan meningkatkan arus dan sebaliknya. Resistensi negatif ini memungkinkan dioda untuk bertindak sebagai osilator, menciptakan sinyal pada frekuensi gelombang mikro. Baca lebih lanjut tentang Bagaimana cara kerja dioda IMPATT?
  • Fabrikasi & struktur: Ada sejumlah struktur dan metode fabrikasi yang digunakan untuk dioda IMPATT. Masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan. Baca lebih lanjut tentang Struktur & fabrikasi IMPATT

Operasi dioda IMPATT

Dioda IMPATT umumnya digunakan dalam generator gelombang mikro. Untuk membuat output, suplai DC diterapkan ke IMPATT yang berosilasi ketika sirkuit disetel yang sesuai ada di sirkuit.

Output rangkaian IMPATT dapat diandalkan dan relatif tinggi jika dibandingkan dengan bentuk dioda gelombang mikro lainnya. Bagaimanapun juga, ini juga menghasilkan tingkat kebisingan fase yang tinggi sebagai hasil dari operasinya dan ini berarti bahwa ini digunakan pada pemancar sederhana lebih sering daripada sebagai osilator lokal pada penerima dimana kinerja kebisingan fase umumnya lebih penting. Masalah kebisingan fase juga berarti bahwa itu harus digunakan dalam aplikasi yang relatif tidak menuntut di mana kinerja kebisingan fase tidak mungkin menjadi penting.

Dioda IMPATT membutuhkan tegangan yang relatif tinggi untuk pengoperasiannya. Seringkali ini mungkin setinggi 70 volt atau mungkin lebih. Seiring dengan gangguan fase, ini dapat membatasi aplikasi di mana dioda dapat digunakan. Namun demikian dioda IMPATT adalah pilihan yang sangat menarik untuk dioda gelombang mikro untuk banyak area.

Aplikasi dioda IMPATT

Dioda IMPATT digunakan dalam sejumlah aplikasi di mana biaya yang kompak efektif, cara menghasilkan tenaga gelombang mikro diperlukan. Mereka memiliki kelemahan bahwa mereka sendiri berjalan bebas, dan juga mengingat cara mereka beroperasi, mereka menghasilkan tingkat kebisingan fase yang relatif tinggi. Namun demikian, ada beberapa aplikasi yang menerapkan teknologi dioda IMPATT.

  • Alarm penyusup
  • Bentuk dasar radar
  • Detektor umum menggunakan teknologi RF

Ada banyak area di mana dioda IMPATT dapat digunakan, tetapi dengan alternatif lain yang sekarang tersedia, bersama dengan kebisingan fasa tinggi dan tegangan tinggi yang dibutuhkan, penggunaannya telah menurun. Meskipun demikian itu masih merupakan bentuk dioda yang dapat berguna dalam beberapa aplikasi.


Tonton videonya: Microwave runs but no heat Part 3 of 6 Diode (September 2021).