מֵידָע

דיודת IMPATT: דיודת מיקרוגל

דיודת IMPATT: דיודת מיקרוגל

דיודת IMPATT או דיודת מעבר מעבר של מפולת יינון IMPact היא מכשיר מוליך למחצה RF המשמש להפקת אותות תדר רדיו במיקרוגל.

טכנולוגיית דיודות IMPATT מסוגלת לייצר אותות בדרך כלל מכ -3 ו -100 ג'יגה הרץ ומעלה. אחד היתרונות העיקריים של דיודת מיקרוגל זו הוא יכולת ההספק הגבוהה יחסית (לעיתים קרובות עשרה וואט ויותר) שהיא גבוהה בהרבה מצורות דיודות מיקרוגל אחרות.

למרות שדיודת IMPATT אינה בשימוש נרחב בימינו כמו שטכנולוגיות אחרות הצליחו לספק רמות ביצועים גבוהות יותר, היא בכל זאת מתאימה לנישה בשוק ייצור האותות במיקרוגל, במיוחד במקום בו יש צורך במקורות חסכוניים יחסית.

גילוי ופיתוח IMPATT

הרעיון המקורי לטכנולוגיית דיודות IMPATT הוצע על ידי ויליאם שוקלי בשנת 1954. הוא פיתח את הרעיון ליצירת התנגדות שלילית באמצעות מנגנון עיכוב בזמן מעבר. בהצעתו, שיטת ההזרקה עבור המובילים הייתה צומת PN מוטה קדימה.

שוקלי פרסם את הרעיון שלו בכתב העת Bell Systems Technical Journal בשנת 1954 במאמר שכותרתו: 'התנגדות שלילית הנובעת מזמן מעבר בדיודות מוליכים למחצה'.

הרעיון לא פותח עוד עד שנת 1958, כאשר W.T. Read של מעבדות בל הציע את מבנה דיודות ה- P + N I N + שלו שנקרא מאוחר יותר דיודת ה- Read. דיודה זו השתמשה בריבוי מפולות כמנגנון ההזרקה. שוב פורסם מאמר בכתב העת Bell Systems Technical Journal, הפעם בשנת 1958 תחת הכותרת: דיודת התנגדות שלילית בתדירות גבוהה. '

למרות שמנגנון ההזרקה והדיודה תוארו, לא ניתן היה לממש את הדיודה בהתחלה. זה לקח עד 1965 לפני שנוצרו דיודות ההפעלה המעשיות הראשונות ונצפו בתנודות הראשונות. הדיודה ששימשה להפגנה זו בוצעה באמצעות סיליקון והייתה בעלת מבנה P + N.

לאחר מכן הודגמה פעולת דיודת הקריאה ואז בשנת 1966 הודגמה גם דיודת PIN שעובדת.

יסודות דיודות IMPATT

במובנים רבים דיודת IMPATT היא דיודה יוצאת דופן בכך שהיא מסוגלת לספק אותות RF בעלי הספק גבוה בתדרי מיקרוגל באמצעות מבנה שאינו שונה בהרבה מצומת ה- PN הבסיסית. עם זאת הוא פותח על מנת לאפשר שימוש באמצעי פעולה שונה לחלוטין.

  • תיאוריה ותפעול: דיודת המיקרוגל IMPATT נשענת על השפעת התנגדות שלילית הנגרמת על ידי זמן המעבר של המובילים. כאשר מתרחשת התנגדות שלילית, הפחתת המתח מגדילה את הזרם ולהיפך. התנגדות שלילית זו מאפשרת לדיודה לפעול כמתנד, וליצור אותות בתדרי מיקרוגל. קרא עוד על כיצד פועלת דיודת IMPATT?
  • ייצור ומבנה: ישנם מספר מבנים ושיטות ייצור המשמשות לדיודות IMPATT. לכל אחד יתרונות וחסרונות משלו. קרא עוד על מבנה ייצור IMPATT

הפעלת דיודות IMPATT

דיודת IMPATT משמשת בדרך כלל בגנרטורים למיקרוגל. כדי ליצור פלט, אספקת DC מוחלת על IMPATT המתנודדת כאשר מעגל מכוון מתאים נמצא במעגל.

תפוקת מעגל IMPATT אמינה וגבוהה יחסית בהשוואה לצורות אחרות של דיודות מיקרוגל. עם זאת, הוא גם מייצר רמות גבוהות של רעשי פאזה כתוצאה מפעולתו ומשמעות הדבר היא שהוא משמש במשדרים פשוטים בתדירות גבוהה יותר מאשר כמתנד מקומי בקולטנים שבהם ביצועי רעש הפאזה בדרך כלל חשובים יותר. סוגיית רעש הפאזה פירושה גם שיש להשתמש בה ביישומים יחסית לא תובעניים, כאשר סביר להניח שביצועי רעש הפאזה לא יהיו חשובים.

דיודת IMPATT דורשת מתח גבוה יחסית להפעלתה. לעתים קרובות זה עשוי להגיע עד 70 וולט או יותר. יחד עם רעש פאזה, זה יכול להגביל את היישומים שבהם ניתן להשתמש בדיודה. עם זאת דיודות IMPATT הן אפשרות אטרקטיבית במיוחד עבור דיודות מיקרוגל באזורים רבים.

יישומי דיודות IMPATT

דיודות IMPATT משמשות במספר יישומים בהם נדרש אמצעי חסכוני קומפקטי לייצור חשמל במיקרוגל. יש להם החיסרון שכשעצמם הם פועלים בחינם, וגם לנוכח האופן שבו הם פועלים הם מייצרים רמות פאזה גבוהות יחסית. עם זאת ישנם מספר יישומים שעבורם טכנולוגיית דיודות IMPATT חלה.

  • אזעקות פולש
  • צורות בסיסיות של מכ"ם
  • גלאים כלליים המשתמשים בטכנולוגיית RF

ישנם תחומים רבים בהם ניתן להשתמש בדיודת IMPATT, אך כאשר חלופות אחרות זמינות כעת, יחד עם רעשי הפאזה הגבוהים והמתח הגבוה הדרוש, השימוש בה ירד. עם זאת, זו עדיין סוג של דיודה שיכולה להיות שימושית ביישומים מסוימים.


צפו בסרטון: Impatt diode working principle in hindiहद म, #impattdiode, #easyelectronic4you (אוֹקְטוֹבֶּר 2021).