border=0

Gunn-effekt

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>

It ferskynsel fan 'e generaasje fan hege frekste oscillaasjes fan elektrostream j yn in semi-fêst, wêrby't it folsleine-spanning-karakteristyk in N-foarm hat (1). De effekt waard foar it earst ûntdutsen troch de Amerikaanske fysisist J. Gann (J. Gunn) yn 1963 yn twa halbleksen mei elektroanyske leefberens: gallium arsenide (GaAs) en indium phosphide (InP).

Generaasje fynt as in konstante spanning V oanbrocht wurdt oan in semiconductor-probleem fan lingte l is sa dat de elektryske fjild E yn 'e foarbyld, lykas E = V / l, binnen bepaalde limiten leit de fallende diel fan' e hjoeddeiske spannende karakteristike j (E) negatyf. Aktuele oscillaasjes hawwe de foarm fan in searje pulses (figuer 2). De frekwinsje fan 'e werhelling is ynverse ferhâldend oan' e lingte fan 'e probleem l.

It effekt fan Gunn is ferbûn mei it feit dat in echte periodyk ûntstiet, beweget derby, en de regio fan in sterke elektryske fjild, wat it elektryske domein is, ferdwine. It domein ûntstiet om't de unifoarmlike ferdieling fan it elektryske fjild mei in negative differinsjaal ferset is ynstabyl.

Tink derom dat yn 'e semi-fêst in inhomogene fergeliking fan de elektronon-konsintraasje yn' e foarm fan in dipol-ljocht ûntstie is - yn ien regio is de konsintraasje fan elektroanen ferhege, en yn 'e oare - fergrutte (3). In ekstra fjild ûntstiet tusken dizze opsleine regio's (lykas tusken de platen fan in opsleine kapsitor). As it tafoege is oan it eksterne fjild E en it differinsjaal ferset fan 'e probleem is posityf, dat is de hjoeddeistige ferheging mei it ferheegjen fan fjild E, dan is de aktive binnen it lagen grutter as bûten it (Dj> 0). Dêrom slaan elektronen út in regio mei in hegere dichtheid yn mear kwantels as dan yn, om't de ûntsteane heterogeniteit opnommen wurdt. As it differinsjaal ferset negatyf is (de aktuele fermindering mei it ferminderjen fan fjild), dan is de aktuele tichtens minder wêr it fjild grutter is, dat is yn it ljocht. De yn 't ûntwikkelde heterogeneiteit ûntwikkele net, mar oarsom, ferheget. De spanningsdoarp oer de dipol-lagen groeide ek, en it falt bûten it (om't de totale spanning op 'e echte ynfierd is). Op it lêst wurdt in elektryske domein foarme, de ferdieling fan it fjild en de ladingdichte wêryn't yn ' 4. It fjild bûten it steady-state domein is minder as de drompel E1, sadat nije domeinen net ûntsteane.

Sûnt it domein wurdt foarme troch hjoeddeiske carriers - "frije" elektryske conduksje, bewegt er yn 'e rjochting fan har drift mei in snelheid yn' t ticht by de driftende snelheid fan drager bûten it domein. Normaal komt it domein net binnen de probe, mar by de kathod. Nei't de anode berikt is, ferdwynt de domein. As it ferdwynt, fermindert de spannende drip oer it domein, en ferheget de hiele ronde fan 'e sample. Tagelyk nimt de aktueel yn 'e probe, om't it fjild bûten it domein ferheget; As dit fjild oan it drompelfjild E1 komt, komt de hjoeddeistige dichte oan de maksimum jmax (1). Wannear't it fjild bûten it domein is as E1, begjint in nij domein op 'e kathod te foarmjen, de aktuele drippen en it proses wurdt werhelle. De frekwinsje n fan 'e hjoeddeiske oscillaasjes is lyk oan' e omkearing fan 'e tiid dat it domein troch it probleem giet: n = v / l. Dit soarget in wichtich ferskil tusken Gunn-effekt en oscillaasje-generaasje yn oare apparaten mei n-foltôve volt-ampère-karakteristyk, bygelyks yn in circuit mei in tunnel-diodyty, wêrby't generaasje net ferbûn is mei de formaasje en beweging fan domeinen en de oscillaasjefrekwinsje wurdt bepaald troch de kapacitânsje en induktasje fan 'e circuit.

Yn GaAs mei elektroanyske leefberens by keamertemperatuer, E1 ~ v / cm, domein flugg " cm / sek Samples mei in lingte fan l = 50-300 μm wurde normaal brûkt, sadat de frekwinsje fan 'e generearre oscillaasjes n = 0,3-2 GHz is. De grutte fan it domein is ~ 10-20 μm. G. e. Neist GaAs en InP waard it beoardiele yn oare elektroanyske halbleksen: Ge, CdTe, ZnSe, InSb, en ek yn Ge mei gatleiding.

Fig. 1. N-type hjoeddeiske spannende karakteristyk, E - elektryske fjild dy't ûntstien is troch de oanwêzige potensjele ferskillen V, j - aktuele tichtens.

Fig. 2. De foarm fan aktuele oscillaasjes yn it gefal fan de Gunn-effekt.

Fig. 3. Untwikkeling fan it elektryske domein. Elektronen bewegen fan links nei rjochts, tsjin fjild E.

Fig. 4. De ferdieling fan it elektryske fjild E (fêste krom) en de folsleine lading r (punten line) yn it elektryske domein.

De eksterne manifestaasje fan 'e effekt bestiet yn' e generaasje fan periodike oscillaasjes fan 'e aktuele yn guon kristallen (gallium arsenide, indium phosphide, ensfh.) As de elektryske fjildkrêft yn in krystaal in bepaald kritysk wearde grutter is. De perioade fan opkommende oscillaasjes wurdt bepaald troch de tiid fan flecht fan elektroanen fan 'e kathod nei de anode. It effekt waard ûntdutsen troch J. Gann. Yn 1965 De earste generators basearre op 'e Gunn diode.

De Gunn-effekt is in folle effekt, de generaasje fan aktuele oscillaasjes komt oer it hiele volume fan de kristall, en net yn in smelle regio fan de pn junction. Dêrom is it mooglik om hege krêft fan mikrofoave-oscillaasjes te berikken mei earder lyts ôfmjittingen fan mikrofoane-generators (de operative frekwinsjes fan Gunn ). No makke Gunn-generators kreëarje en krêft oant meardere kilowattes yn in pulsearre modus en in pear watts yn kontinuze modus.

It fysyk systeem fan 'e Gunn-effekt kin eksplisyt wurde op basis fan' e band-teory fan fêste heuvels. De magnitude fan it kritysk elektryske fjild hinget ôf fan it magnetyske fjild; Yn guon gefallen kin in feroaring yn 'e mannichte fan' e effekt of de folsleine behearsking fan 'e generaasje fan mikrofoave oscillaasjes feroarsake wurde troch it eigen magnetysk fjild fan' e aktuele streaming troch it apparaat.

Op grûn fan dit effekt binne in oantal tige brûkte apparaten ûntwikkele. Dit binne ferskate generators en amplifiers fan mikrofoave-radiation, aktuele stabilisers, hege fyts logyske sirkels. Bygelyks is in folsleine neuristraatapparaat ûntwikkele dat simpele it gedrach fan nerve fibers.

De wichtichste tapassing fan Gann-apparaten is in systeem fan massaaventelefony en telefoanyske kommunikaasje, lykas kompjûterynstellingen.

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>





Sjoch ek:

Rasterelektronikmikroskoop

>

Subjektyf sensoryske wittenskip. Absolute drompel fan sensaasje. Dielde divyzje. Drompel fan diskriminaasje. Weber's wet. Weber-Fechner wet. Stevens skaal. Alle touch-systeem

Haadstik 11. Makroskopyske kwantum-effekten yn heul

SCHEME fan eksperimint

Pulskompressoren

Stasjonale en net-stasjonele Josephson-effekten en harren tapassing yn mate-technology

Oanfraach fan it gebrûk fan MEMS yn telekommunikaasje

Acoustic-optyske systemen mei feedbacks:

Physical Basics of Electron Microscopy Electron Microscope

Untwerpfunksjes en wichtichste eigenskippen fan mikroelektromechanyske apparaten 3.1 3.1 MEMS technology

Return to Table of Contents: Physical Phenomena

Views: 5847

11.45.9.61 © bibinar.info is net de auteur fan de materialen dy't ynbrocht binne. Mar leveret de mooglikheid fan fergees gebrûk. Is der in fertsjinwurdiging fan 'e autoriteit? Skriuw ús | Feedback .