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IMPATT 다이오드 : 마이크로파 다이오드

IMPATT 다이오드 : 마이크로파 다이오드

IMPATT 다이오드 또는 IMPact 이온화 Avalanche Transit Time 다이오드는 마이크로파 무선 주파수 신호를 생성하는 데 사용되는 RF 반도체 장치입니다.

IMPATT 다이오드 기술은 일반적으로 약 3GHz 및 100GHz 이상의 신호를 생성 할 수 있습니다. 이 마이크로파 다이오드의 주요 장점 중 하나는 다른 형태의 마이크로파 다이오드보다 훨씬 높은 상대적으로 높은 전력 용량 (종종 10 와트 이상)입니다.

IMPATT 다이오드는 다른 기술이 더 높은 수준의 성능을 제공 할 수 있었기 때문에 요즘 널리 사용되지는 않지만, 그럼에도 불구하고 특히 상대적으로 비용 효율적인 소스가 필요한 마이크로파 신호 생성 시장의 틈새 시장에 적합합니다.

IMPATT 발견 및 개발

IMPATT 다이오드 기술에 대한 원래 아이디어는 1954 년 William Shockley가 제안했습니다. 그는 전송 시간 지연 메커니즘을 사용하여 네거티브 저항을 생성하는 개념을 개발했습니다. 그의 제안에서 캐리어에 대한 주입 방법은 순방향 바이어스 PN 접합이었습니다.

Shockley는 1954 년 Bell Systems Technical Journal에 '반도체 다이오드의 이동 시간에서 발생하는 음의 저항'이라는 제목의 논문에서 아이디어를 발표했습니다.

이 아이디어는 1958 년 Bell Laboratories의 W.T. Read가 나중에 Read 다이오드라고하는 P + N I N + 다이오드 구조를 제안했을 때까지 더 이상 개발되지 않았습니다. 이 다이오드는 주입 메커니즘으로 눈사태 증식을 사용했습니다. 다시 Bell Systems Technical Journal에 1958 년에 제안 된 고주파, 네거티브 저항 다이오드라는 제목으로 논문이 발표되었습니다. '

주입 메커니즘과 다이오드가 가정되었지만 처음에는 다이오드를 실현할 수 없었습니다. 첫 번째 실용적인 작동 다이오드가 만들어지고 첫 번째 진동이 관찰되기까지는 1965 년까지 걸렸습니다. 이 데모에 사용 된 다이오드는 실리콘을 사용하여 제작되었으며 P + N 구조를 가졌습니다.

그 후 Read 다이오드의 작동이 시연되었고 1966 년에는 PIN 다이오드도 작동하는 것으로 시연되었습니다.

IMPATT 다이오드 기본 사항

많은 측면에서 IMPATT 다이오드는 기본 PN 접합과 크게 다르지 않은 구조를 사용하여 마이크로파 주파수에서 고전력 RF 신호를 제공 할 수 있다는 점에서 특이한 다이오드입니다. 그러나 완전히 다른 작동 모드를 사용할 수 있도록 개발되었습니다.

  • 이론 및 작동 : IMPATT 마이크로파 다이오드는 캐리어의 이동 시간으로 인한 부정적인 저항 효과에 의존합니다. 음의 저항이 발생하면 전압을 줄이면 전류가 증가하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이 네거티브 저항은 다이오드가 발진기 역할을하여 마이크로파 주파수에서 신호를 생성하도록합니다. 자세히 알아보기 IMPATT 다이오드는 어떻게 작동합니까?
  • 제작 및 구조 : IMPATT 다이오드에 사용되는 구조와 제조 방법에는 여러 가지가 있습니다. 각각의 장단점이 있습니다. 자세히 알아보기 IMPATT 구조 및 제작

IMPATT 다이오드 작동

IMPATT 다이오드는 일반적으로 마이크로파 발생기에 사용됩니다. 출력을 생성하기 위해 적절한 튜닝 된 회로가 회로에있을 때 진동하는 IMPATT에 DC 공급이 적용됩니다.

IMPATT 회로 출력은 다른 형태의 마이크로파 다이오드에 비해 신뢰성이 높고 상대적으로 높습니다. 그러나 작동의 결과로 높은 수준의 위상 노이즈를 생성하므로 일반적으로 위상 노이즈 성능이 더 중요한 수신기의 국부 발진기보다 단순한 송신기에서 더 자주 사용됩니다. 위상 노이즈 문제는 위상 노이즈 성능이 중요하지 않은 상대적으로 까다로운 애플리케이션에서 사용해야 함을 의미합니다.

IMPATT 다이오드는 작동을 위해 상대적으로 높은 전압이 필요합니다. 종종 이것은 70 볼트 이상일 수 있습니다. 이는 위상 노이즈와 함께 다이오드를 사용할 수있는 애플리케이션을 제한 할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 IMPATT 다이오드는 많은 영역에서 마이크로파 다이오드에 특히 매력적인 옵션입니다.

IMPATT 다이오드 애플리케이션

IMPATT 다이오드는 초소형 비용 효율적인 마이크로파 전력 생성 수단이 필요한 여러 응용 분야에 사용됩니다. 그들은 자체적으로 자유로이 작동한다는 단점이 있으며 작동 방식을 고려할 때 상대적으로 높은 수준의 위상 노이즈를 생성합니다. 그럼에도 불구하고 IMPATT 다이오드 기술을 적용 할 수있는 여러 응용 분야가 있습니다.

  • 침입자 경보
  • 레이더의 기본 형태
  • RF 기술을 사용하는 일반 감지기

IMPATT 다이오드를 사용할 수있는 영역이 많이 있지만, 높은 위상 노이즈 및 필요한 고전압과 함께 다른 대안이 현재 사용 가능 해짐에 따라 그 사용이 감소했습니다. 그럼에도 불구하고 일부 응용 분야에서 유용 할 수있는 다이오드의 한 형태입니다.


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