Діод Ганна: принцип роботи та застосування

Діод Ганна - це напівпровідник, який здатний займатися генерацією коливань на різних частотах. В магазинах електроніки пристрої продаються різних типів. Також варто відзначити, що вони відрізняються за розміром. До основних параметрів модифікацій відноситься провідність струму, напруга, максимальна частотність і опір. Пристрій діода Ганна схоже з звичайним напівпровідником. Стандартна модель складається з тонкого шару арсеніду. Також усередині пристрою є спеціальна середовище галію і контакти. Під шаром арсеніду розташовуються легуючі домішки і електроди. Технологія виготовлення діода Ганна на різних підприємствах може відрізнятися.

Як він працює?

Як говорилося раніше, є різні типи діодів. Принцип роботи пристроїв побудований на перетворення коливань. Відбувається це за рахунок зміни частотності в ланцюзі. Спочатку напруга подається на контакти, де порушується шар арсеніду. Далі задіюються безпосередньо електроди. При цьому сила магнітного поля зростає. Оптичні контакти в системі необхідні для збільшення опору. Процес генерації коливань здійснюється в легуючих домішки. Підвищення швидкості насичення в даному випадку залежить від провідності електродів.

Застосування діодів Ганна

Діоди активно застосовуються в генераторах різній частотності. Також варто відзначити, що вони часто встановлюються в контролери. Ще їх можна зустріти в трансформаторах. Однак пристрої підходять не для всіх типів модифікацій. Для того щоб більш детально розібратися в цьому, треба розглянути типи діодів.

Види модифікацій

На сьогоднішній день виділяють корпусні і безкорпусні пристрою. Вони відрізняються по провідності, а також захищеності. Також варто зазначити, що поділ модифікацій здійснюється по довжині. Існують діоди на 2050 і 100 мкм.

Корпусні діоди

Корпусний напівпровідниковий діод Ганна (фото показано нижче) підходить для генераторів різної частотності. Якщо вірити експертам, то модифікації володіють хорошою провідністю. Підключення пристроїв може здійснюватися через контактні модулятори. Технологія виготовлення діода Ганна на різних фабриках може відрізнятися. У деяких випадках використовуються канальні перехідники. Також варто відзначити, що корпусні діоди володіють хорошою захищеністю. Параметр вологості у них дорівнює приблизно 55 %. При цьому мінімальна допустима температура становить -30 градусів. Моделі також добре підходять для конденсаторних трансформаторів. За рахунок представлених діодів досягається висока швидкість електродів.

Лавиннопролетние безкорпусні пристрої

Безкорпусні лавиннопролетние діоди Ганна, як правило, використовуються для роботи контролерів. Параметр провідності у багатьох моделей стартує від 30 мк. При цьому забезпечується висока швидкість електродів. Якщо розглядати серійний діод Ганна, конструкція у нього схожа з лінійним напівпровідником. При напрузі 12 В показник перевантаження у моделей дорівнює не менше 55 А. Однак у даному випадку багато залежить від розміру модифікації. Також варто враховувати тип транзистора, який використовується для підключення до контролера. У багатьох випадках пристрої можуть під'єднуватися через розподільник. У такій ситуації опір становить приблизно 2 Ом. Швидкість насичення залежить від кількості легуючих домішок. Варто відзначити, що модифікації не підходять для безконтактних котроллеров. Основна проблема тут криється в малій швидкості насиченості.

Пристрої на 20 мкм

Великою популярністю користується цей діод Ганна. Принцип роботи у нього побудований на генерації коливань. Моделі чудово підходять для котроллеров приводного типу. Також варто відзначити, що модифікації відрізняються хорошим від'ємним опором при малих теплових втратах. Однак у них є певні недоліки. В першу чергу експерти відзначають низький показник перевантаження при напрузі в 10 Ст. У моделей не найкраща захищеність. Робоча вологість діодів на 20 мкм дорівнює 40 %. Легуючі домішки в даному випадку повільно взаємодіють з катодом. Швидкість електродів залежить не тільки від провідності, але і опору.

Модифікації на 50 мкм

Діод Ганна (позначення 50 мкм вказано на корпусі) дозволяється застосовувати для потужних генераторів. Підключення модифікацій може здійснюватися тільки через перехідні конденсатори. Якщо розглядати діод Ганна 3А716И, то параметр допустимого напруги дорівнює 15 Ст. Захищеність моделі в цьому випадку залежить від типу блокіратора, який використовується в обладнанні. Провідність в середньому підтримується на позначці 40 мк. Деякі експерти говорять про те, що представлені напівпровідники мають не кращою провідністю. Однак варто зазначити, що процес генерації коливань відбувається дуже швидко. При цьому забезпечується високий рівень насиченості арсеніду. Середа галію залишається активною, навіть при підвищенні температури. Окремо важливо відзначити, що модифікації на 50 мкм підходять для кодових контролерів. Для підключення застосовуються транзиторні блоки. У цьому випадку провідність забезпечується на рівні 45 мк. При цьому опір у діодів максимум дорівнює 2 Ом. У них забезпечується відмінна захищеність, швидкість електродів підтримується на високому рівні. Якщо говорити про недоліки таких систем, то важливо відзначити, що у них менша швидкість насиченості. Багато в чому це пов'язано з наявністю домішок в середовищі галію.
Також можна згадати про те, що контакти часто перегріваються, процес генерації коливань може сильно сповільнюватися. Для вирішення представленої проблеми можуть використовуватися перехідні фільтри. В першу чергу вони підвищують від'ємний опір. Також вони добре впливають на провідність електродів.

Відмінність пристроїв на 100 мкм

Серед закритих моделей часто зустрічається даний діод Ганна. Принцип дії модифікацій побудований на перетворення коливань. Для цього задіюється нижній шар арсеніду. Якщо розглядати звичайний діод Ганна, конструкція у нього є схожою з лінійним напівпровідником. Оптичні контакти відіграють роль провідників. Якщо говорити про застосування модифікацій, то варто зазначити, що діоди на 100 мкм непогано підходять для кодових контролерів. Працювати вони здатні при напрузі 13 Ст. В цей час показник перевантаження струму не повинен опускатися нижче позначки 40 А. Негативне опір системи залежить тільки від швидкості генерації коливань. Також варто відзначити, що діоди на 100 мкм часто застосовуються для приводних котроллеров.

Модифікації для генераторів на 10 ГГц

Для генераторів на 10 ГГц підходять діоди закритого типу. При цьому довжина модифікації не має значення. Безпосередньо підключення пристрою здійснюється через звичайний перехідною конденсатор. Також підходять польові аналоги, у яких високий параметр від'ємного опору. Модифікації для генераторів на 10 ГГЦ повинні працювати при напрузі не нижче 10 Ст. Також варто відзначити, що не можна підключати модифікації через звичайний провідний контактор. В першу чергу він знижує провідність пристрою. При цьому зменшується швидкість електродів. Оптичні контактори для цих цілей підходять чудово. Вони абсолютно не впливають на коефіцієнт теплопровідності. У середньому від'ємний опір підтримується на рівні 4 Ом.

Пристрої для генераторів на 15 ГГц

Під генератори на 15 ГГц дозволяється застосовувати діоди тільки закритого типу. Як правило, підключення модифікацій здійснюється через консольні конденсатори з провідністю на рівні 4 мк. У деяких випадках використовуються звичайні контактори. Однак вони повинні працювати при напрузі 10 Ст. З захищеністю у генераторів все нормально. Оптичні контакти діодів досить швидко збуджуються. Також експерти вказують на високу швидкість електродів. Багато в чому це пов'язано з високою провідністю. Швидкість насичення при цьому регулюється коннектором. Якщо говорити про мінуси, то варто враховувати малий поріг робочої температури. Допустима вологість середовища знаходиться на рівні 55 %. Шар зарядів модифікації залежить від швидкості процесу генерації коливань. У деяких випадках діоди підключаються через відкриті транзистори. У такому разі в ланцюзі використовуються сіткові фільтри. В результаті провідність на межі дорівнює 40 мк. При напрузі 12 В генератор з діодами повинен видавати перевантаження не менше 5 А. При зниженні швидкості електродів змінюється контактор. Також проблеми можуть полягати в транзисторі. Модифікації низької провідності не здатні підтримувати постійний імпульс у системі.

Діоди для генераторів на 20 ГГц

Для генераторів на 20 ГГц використовуються діоди відкритого і закритого типу. У даному випадку велику роль відіграє вибраний конденсатор. Як правило, використовуються модифікації з вихідним напругою на рівні 30 В. Однак варто пам'ятати про від'ємному опорі. При заниженні цього параметра значно падає швидкість електродів. Також виникають проблеми з провідністю і тепловими втратами. Параметр перевантаження у генераторів в основному не опускається нижче позначки 5 Н. У модифікацій дуже хороша захищеність. При цьому насиченість легуючих домішок залежить від опору на виході. Для підключення через конектор використовуються приводні перехідники. У багатьох випадках застосовуються саме трансивери. Для підтримання стабільного напруги встановлюються стабілізатори. Однак важливо відзначити, що діоди значно втрачають у провідності при використанні комутаційних трансиверів.

Моделі для оперативних резонаторів

Оперативні резонатори потребують швидкої генерації коливань. Діоди даного типу добре підходять для цих цілей. При установці модифікації варто в першу чергу зайнятися виміром від'ємного опору. Також не варто забувати про провідність оптичних контактів, від яких залежить швидкість електродів. Для підвищення потенціалу пристрою рекомендується застосовувати ємнісні трансивери. Параметр напруження в цій ситуації на межі буде досягати 30 Ст. Перевантаження діода залежить виключно від провідності конденсатора. Також варто відзначити, що при встановленні модифікації варто використовувати фільтри на обкладках. В першу чергу вони вирішують проблеми захищеності середовища галію. Також вони позитивно впливають на легуючі домішки.

Діоди в резонаторах імпульсних

Конкретно для імпульсних резонаторів підходять діоди на 20 і 50 мкм. При підключенні пристроїв застосовуються кодові перехідники. У деяких випадках використовуються конектори. Провідність модифікацій залежить від швидкості наїдків і рівня від'ємного опору. Якщо розглядати схему з приводним контролером, у неї напруга на межі дорівнює 40 Ст. Захищеність при цьому підтримується на високому рівні. Недоліком такої системи є низька провідність при малій частоті, а перевантаження дорівнює лише 4 А. Швидкість насичення підтримується на високому рівні, проте це досягається значними тепловими втратами. Якщо розглядати схему на польових транзисторах, то там використовується два фільтра. Безпосередньо діод Ганна підходить на 20 мкм. Встановлюватися він зобов'язаний за перехідником. В такому випадку напруга на межі дорівнює приблизно 10 В з негативним опором на рівні 4 Ом.

Застосування пристроїв у приводних контролерах

Для приводних контролерів підходить діод Ганна на 100 мкм. Підключення модифікацій здійснюється, як правило, через триоди. Дані пристрої мають непоганий провідністю і здатні працювати з сітковими фільтрами. Їм не страшні теплові втрати, а напруга підтримується на рівні 30 Ст. У моделей забезпечується хороша захищеність і висока швидкість електродів. Деякі експерти також активно використовують діоди в ланцюгах з компараторами, які підключаються через два перехідника. Регулятори для таких систем підходять лінійного типу.

Моделі для частотних контролерів

З метою забезпечення нормальної роботи частотних контролерів можна використовувати діод Ганна тільки закритого типу. При цьому довжина модифікації може становити 20 або 50 мкм. У даному випадку багато залежить від провідності безпосередньо контролера. Якщо розглядати схему на польовому конденсаторі, то там від'ємний опір на піку дорівнює 4 Ом. При напрузі 10 В пристрій стабільно працює і показує високу швидкість електронів. Насиченість залежить від захищеності перехідних контактів. Також при підключенні діодів важливо звертати увагу на провідність всередині ланцюга між напрямними.

Діоди в широтних контролерах

Для широтних контролерів підходять модифікації на 50 мкм. Підключати пристрої можна через трансивер. Однак перехідники підбираються на два контакту. У такій ситуації забезпечується провідність 55 мк при напрузі 12 Ст. При підключенні модифікації важливо оцінити від'ємний опір. Також приділяється увага контактору на обмотці. Максимальна допустима перевантаження контуру становить 3 Ню. Для підвищення захищеності модифікації використовуються релейні фільтри. При включенні контролера поріг вихідної напруги не повинен перевищувати 15 Ст.