He Aratohu Whakaoti mo te Avalanche Diodes: Mahi me nga tono

Ko nga diodes Avalanche he taputapu semiconductor i hangaia hei mahi i raro i te pakaru whakamuri ma te whakahaere.Ka whakamahia e ratou te awenga horo ki te whakahaere i nga ngaohiko teitei, te tiaki iahiko, te whakaputa ngaruiti, me te whakapai ake i te kitenga marama i roto i nga punaha whatu.Ko ta raatau mahi ka whakawhirinaki ki te whakareatanga kawe, te whakaroa o te wahanga, me te hanganga taputapu kua ata whakahaeretia.Mai i te whakamarumaru ngaohiko ki te whakatipuranga ngaruiti me nga whakaahua o te horonga, he mahi nui enei ngohe i roto i nga punaha hiko me nga punaha korero hou.

Putumōhio

Kaupapa Mahi o Avalanche Diodes

Ka mahi nga diodes Avalanche ka tukuna he ngaohiko whakamuri teitei puta noa i te hononga PN ngawari.I roto i te diode, ka puta he papa hiko kaha ki te rohe whakaheke.Ma tenei mara ka kaha ki te kawe utu, penei i nga irahiko me nga kohao.

I te pikinga o te kaha, ka patua e enei kaikawe ngota i roto i te rauemi.Ko enei tukinga ka pakaru i nga here ngota ka nui ake nga kaikawe utu.Ko tenei tukanga e kiia ana ko te katote paanga.Ka tere te tipu o te maha o nga kaikawe, na te nui haere o te au.Ko tenei tauhohenga mekameka e kiia ana ko te awenga horo.

Ka tae atu te ngaohiko whakamuri ki te ngaohiko pakaru, ka kaha, ka haere tonu te tukanga horo.Ko te diode ka tuku i te ia kia rere ma te mana whakahaere.He tikanga whakahaere noa tenei mo nga diodes avalanche.

Ko te ngaohiko pakaru kei runga i te ahua o te hoahoa o te diode.Ka whakatikahia nga taumata doping me te hanganga ki te whakarite i tenei ngaohiko.Ma tenei ka taea e te diode te hapai i nga awhe ngaohiko rereke.

He pai nga diodes Avalanche i roto i nga iahiko ngaohiko teitei.Ka tiakina e ratou nga waahanga ma te whakahaere haumaru i nga koikoi ngaohiko ohorere.Ko te taikaha o te kaha ka ngohia, ka anga atu ano, ka awhina i te aukati i te kino.

I roto i nga iahiko whakahaere ngaohiko, ka awhina nga diodes avalanche kia mau tonu te ngaohiko.Ko nga ngaohiko taapiri kei te noho humarie ina piki nga taumata ki runga ake i te tikanga.

He maha nga wa ka tuuhia nga diodes Avalanche ki nga raina hiko hei tiaki i nga waahanga tairongo.Ko tenei tatūnga ka pai ake te pono me te whakaiti i te tupono o te kore.

Ka whakamahi enei diodes i te tauhohenga mekameka taiao i runga i te mana whakahaere.Ko te hoahoa tupato ka huri i te paanga kino hei mahi whaihua.Ma tenei ka hangai nga waahanga pono mo te whakamarumaru me nga tono ngaohiko teitei.

Aratau Mahi o Avalanche Diodes

Ko nga diodes Avalanche e whakaatu ana i te kaha whakamihi mo te whakahaere i nga momo oscillation kanorau, ia mea kua tautuhia e tana whakaputanga kaha-kaha hihiri me nga ahuatanga haruru i puta mai i nga rereketanga whakatipuranga kawe.Ko enei aratau ka whakatuwhera i nga huarahi ki te tukatuka tohu auau teitei, e para ana i te huarahi mo te ahu whakamua hangarau.Kei raro iho nei, ka rukuhia e matou enei momo mahi, i whakauruhia ki te kaha tātari me nga tohu aronganui e pa ana ki te mohiotanga o te tangata:

Aratau Paanga Avalanche me te Wa Whakawhiti (IMPATT).

Ko te aratau IMPATT e whakamahi ana i te tauwhitinga tohu i waenga i te katote-a-tukinga me te wa whakawhiti kawe i roto i te diode.Na roto i te whakatairanga i te ahua o te aukati kino i nga iarere ngaruiti, ka tutuki te oscillation pūmau me te whakatuwhera i nga kuaha ki nga tono whenua.Ka noho nga diodes IMPATT hei tuara mo te whakaputa tohu ngaruiti kaha, te kite i te whakamahi kaha i roto i te rapunga radar, nga hononga whakawhitiwhiti whenua, me nga punaha korero mokowhiti.

Ko te whakaputa i nga mahi tino pai i roto i tenei aratau he nui ake i te mohio ki te mahi miihini, me aro nui ki te whakahaere waiariki.Ko te wera nui, he hoa e kore e taea te karo ki nga mahi auau-nui, me whai hoahoa totohu wera me nga punaha whakamahana pai.Ko te taurite i waenga i te whakaputanga mana nui me te iti o te haruru he maha nga wa e pai ai te ngakau.He tino pono tenei i roto i nga punaha e hiahia ana kia mau tonu te mahi mo te wa roa.Ko enei waa e whakanui ana i te hiahia o te tangata mo te tika i roto i nga tono e whakawhirinaki ana ki nga diodes IMPATT.

Ko te Aratau Whakawhitiwhiti (TRAPATT) kua mau i te Avalanche Plasma Avalanche

Ko te aratau TRPATT e mahi ana i nga iarere iti engari he kaha te kaha o te hiko.Ma tenei ka whai hua mo nga tono he mea nui te whakamahi kaha.Kei roto i tenei aratau te whakapoapoa nui o te ngaohiko, e arai ana ki te hanga i te plasma-poka hiko i roto i te rohe arai.Ko te paheketanga tere o te papa hiko i roto i tenei mahi ka mau tonu te oscillation me te whakatutuki i te tuku hiko kaha.

Ko tona hiranga whaihua kei roto i tana whaipainga mo nga punaha kaha-nui penei i nga puna hiko hiko, nga taputapu whakawera RF ahumahi, me nga mahi kaha-kaha.Ko te tukutahitanga o te whakatipu putere me te hikohiko irahiko he kanikani maamaa, ahakoa nga hapa iti ka pa ki te pumau o te punaha.Ko nga mana hiko tino pai ka noho hei toa karekau i te waiata i roto i tenei mahi whakahiato, e arotau ana i nga whakawhitinga me te whakarite kia kore te kaha e pau i te wa e rere ana te plasma.Ko te hua ko te mahi diode e pono ana, e tika ana, e tutuki ana i nga tumanako o te hoahoa me te whakamahi ahumahi.

Aratau awhina

I tua atu i nga tikanga rongonui IMPATT me TRPATT, ka taea e nga diodes avalanche te urutau ki te mahi i roto i nga momo awhina, e whakaatu ana i te ngawari e whakaohooho ana i te hiahia me te mihi ki o raatau ahuatanga maha.Ka whakatutukihia e ia aratau awhina nga mahi motuhake i runga i nga hiahia hangarau motuhake:

• Aratau Harmonic: Ka whai hua tenei aratau ki nga tono penei i te whakarea auau.Ka taea e nga taiawhio tātari te whakamahine i te putanga ma te whakaiti i nga iarere kore e hiahiatia me te whakapai ake i te para o te tohu.
• Aratau Parametric: Ka whakamahia nga rereketanga o te punga-kore o te diode ki te huri i te kaha, ka kitea i roto i nga whakakaha parametric.Ko te tika ki te whakatika i nga tuhinga hiko ka taea te whakanui ake i te mahi, te whakapau kaha.
• Aratau Pateko: Ka mahi i te DC, i nga iarere iti ranei, e mahi ana i nga kaupapa penei i te ture ngaohiko i roto i nga punaha hiko tino nui.
• Aratau Weariki: Ka whakamahi i nga ahuatanga e whakawhirinaki ana ki te pāmahana o te diode, e whai hua ana i roto i nga waahi penei i nga tikanga urupare me te whakapumau.
Ko ia aratau awhina e whakarato ana i nga huarahi ahurei mo te mahi auaha, e akiaki ana i te torotoro hohonu atu i to raatau kaha ki te whakawhānui ake i nga rohe o te tono hangarau.

Hangaia i muri i te Hanganga Ngaruiti

Ko nga diodes Avalanche he taputapu semiconductor matatau i hangaia hei whakaputa iarere ngaruiti i te wa e pa ana ki nga ngaohiko whakamuri whakamuri.Ko ta raatau mahi motuhake kei roto i te whakamahi i nga tikanga a-tinana motuhake penei i te whakareatanga kaikawe me nga huringa-waahanga oscillations ki te whakatutuki i te whakaputanga kaha-nui.Ko te hangahanga o enei diodes e whakaatu ana i te hohonutanga o te maaramatanga o te ahupūngao semiconductor, ka huri i nga tikanga uaua ki te koha pono ki nga hangarau hou.

Whakarea Kawe

• Te timatanga o te Whakareatanga Avalanche

Ka tae te ngaohiko rītaha whakamuri tauutuutu ki tana haurua-huringa pai, ka kaha ake te papa hiko i te rohe horonga o te diode ki te eke ki te paepae katote.I tenei wahanga, ka timata te tikanga katote awe: ka tuki nga irahiko me nga kohao teitei ki nga ngota mawhitiwhiti, ka tukuna nga takirua hiko-rua tuarua.

• Pānga Avalanche Tonu

Ka mau tonu te tukanga whakarea ahakoa ka huri te ngaohiko tono ki tona wahanga whakararo.Ko nga kaikawe kaikawe e haere tonu ana, ka mau tonu nga tukinga me te whakaroa i te tauhohenga mekameka.Ko tenei tere tere ka whakarite kia ora te awe o te tohe ahakoa te huri i te kaha o te mara, me te whakanui i te hihiko me te tipu haere o nga taunekeneke kawe.

• Te Hiranga o te Wā

Ko te rere o nga kaikawe kaore e puta i te wa kotahi me te ngaohiko tono.Engari, he roa ka kitea na te ahua raupapa o nga tauhohenga katote paanga.Ko tenei takamuri i waenga i te rerenga o naianei me te tono ngaohiko e whakaatu mai ana i nga uaua ka whakamahia i roto i nga ahuatanga oscillatory o muri mai.

Te Waahanga Huringa me te Oscillatory Dynamics

• Huringa Wāhanga i roto i te Avalanche Current

Ko te hua o te roa o te ia, ka eke te ia avalanche ki te nukuhanga wahanga o te 90° e pa ana ki te ngaohiko tono, he hauwhā o te huringa oscillation tonu.Ko tenei koretake i roto i te waa ka hangaia he ahuatanga tino motuhake e kiia nei ko te parenga kino, engari kaua e toha te kaha, ka whakanuia e te punaha te tohu oscillatory.

• Nga Oscillations e mau tonu ana e nga iahiko haruru

I roto i te hangahanga me te ara iahiko resonant o waho o te diode, ka puta mai tenei parenga toraro hei whakaahei kaha o nga ohooho ngaruiti.Ko te auau oscillation te nuinga o te ahua o te taha tinana o te diode, nga ahuatanga rawa, me te hoahoa ara iahiko o waho, e whakaatu ana i te awe o te miihini ki nga mahi ka puta.

Nga wero haruru me te kaha

• Nga Ahuatanga Haruru o Avalanche Diodes

Ko nga diodes Avalanche, ahakoa e kaha ana ki nga whakaputanga hiko nui, he maha nga wa e whakaputa ana i nga taumata haruru nui.Ko te matapōkeretanga o te katote awe me te whakamararatanga kaikawe ka whai waahi ki tenei take, na te mea he uaua ki te whakatutuki i te tohu ngaruiti u tonu.Ka whakaitihia te haruru ma te whakamahi i nga whiriwhiringa me nga tikanga whakahaere haruru

• Te Whakapaipai

Ko te kaha o te hanga ngaruiti me nga diodes avalanche e tino ti'aturi ana ki nga waahanga hoahoa tika.Ko nga ahuatanga penei i te kukū doping, te kaha tohanga waiariki, me nga tawhā whakahaere kua tino pai te hono ki te whakarei ake i te mahi.I roto i nga tono whai kiko, penei i nga punaha ahumahi, i nga hanganga korero ranei, he maha nga mahi whakatikatika kia rite ki te whakaputa hiko me te riterite o nga tohu.

Nga Tirohanga o naianei mo te Hiikoi o raro

• Ātete tōraro hei Āhuahira Hoahoa

Ko te mea i te tuatahi ka puta he koretake, he takamuri noa ranei i waenga i te naianei me te ngaohiko ka noho, ina ata tirohia, he tino whakaahei mo te whanonga oscillatory mau tonu.Ko tenei whakamahinga rereke o nga ahuatanga whakaroa-waahanga e whakanui ana i te huarahi auaha i roto i te hoahoa diode avalanche.

• Te Whakakotahi i nga Tikanga-a-tinana me te Hangarau Hangarau

Ko te whakatutuki i nga mahi tino pai me whakatika pai te taunekeneke i waenga i nga iahiko haruru me nga huanga motuhake o te diode.Ma te ata whakarite o te whakaroa o te taputapu me te haruru iahiko ka taea te mahi katoa.Ka whakahaerehia nga rohe taiao me te whakamahi i tetahi huarahi whai hua.Ka tautokohia e tenei toenga te whakaputa tohu ngaruiti pai.

Avalanche Photon Diodes (APD)

Ko nga Avalanche Photon Diodes (APDs) he mea nui ki te ahu whakamua i nga punaha korero whatu, me te whakanui ake i te kitenga o nga tohu whakaahuatanga ma te whakareatanga o te horonga.Ko tenei tukanga ka whakanui ake i te awa whakaahua ma te whakaputa i etahi atu takirua hiko-hiko, ka peia e te hiko whakamuri kaha i roto i te paparanga whakaheke o te diode.Ko enei kaha ka tino pai nga APD mo nga tono e hiahia ana kia tere tere, kia tika te rapu marama.Ko nga mara penei i te whakawhitiwhiti korero, te whakaahua koiora, me te tirohanga mamao e whakawhirinaki ana ki nga APD kia nui ake te maarama me te pai ake o nga mahi, ina koa ki nga ahuatanga ka raru nga whakaahua o mua.

Te Hanganga Kaupapa me te Mahi

Ko te turanga hangahanga o nga APD te nuinga o te whakamahi i te whirihoranga diode Panui, kia pai ai te whakareatanga o te horonga.Ko te kowhiringa rawa he take ki te whakangao i nga APD mo nga awhe roangaru mahi.Ko nga tono rauemi matua ko:

• Ko nga APD e pa ana ki te Silicon: He mea nui mo nga roangaru tae atu ki te 0.9 μm, e whai hua ana i te pumau me te tauineine.

• InGaAs me Germanium (Ge): He pai rawa atu mo nga mahi infrared ngaru roa, e hono ana ki nga hiahia o nga whakawhitiwhiti muka-whatu.

Ka whakatinanahia nga hoahoa heterojunction matatau ki te wetewete i te rohe whakauru marama mai i te rohe horonga.Ko tenei wehenga ka whakaiti i nga paanga kino penei i te kohanga o te awa me te whakanui ake i te tere whakautu, he mea tika mo nga whatunga whatu hou.Hei tauira, ka taea e nga InGaAs/InP APD te tino arotautanga na roto i te whakatikatika i te whakareatanga irahiko me te whakaheke haruru.Ko enei hoahoa ehara i te mea he whakapai ake i te tapatahi o te tohu engari he pai hoki te urutau ki te rerekee o nga taumata marama i roto i nga taiao hihiri.

Inenga Mahinga

Ka aromatawaihia nga kaha o te APD ma te whakamahi i te maha o nga inenga mahi honohono, me ia inenga ka awe i nga tono ka taea.

• Whakarea Whiwhi Avalanche (M): Ka whakaata i te kaha whakareatanga kawe.He mea nui te whakatikatika tika o te ngaohiko piro whakamuri ki te eke ki nga hua teitei me te kore e kore e tau te whakahaere.He mea nui tenei pauna ki te whakarite kia rite tonu te mahi i roto i nga punaha tairongo.

• Hua Hua-Araepurangi: E tohu ana i te taupatupatu i waenga i te whiwhinga horonga me te auau whakahaere.Ma te whakamahi i nga tikanga doping parakore me te miihini rauemi matatau, ka tutuki nga APD i nga mahi auau-nui i te wa e mau tonu ana nga taumata whiwhinga.

• Tauwehe Haruru Hirahi (F): Te ine i te kaha o te haruru i te wa o te horonga.Ko nga hoahoa hou i hangaia hei whakaiti i te haruru, ka puta he tohu maamaa me te kaha ake o te pono i raro i nga tikanga whiwhinga nui.

• Te Whakawhirinaki i te Pawera: Ko nga rereketanga o te ngaohiko pakaru na te rereketanga o te pāmahana e hiahia ana kia kaha te whakahaere.Mo nga punaha miihana-nui penei i nga korero amiorangi, ka whakauruhia nga tikanga whakapumautanga o te pāmahana ki nga hoahoa APD kia rite tonu te mahi puta noa i nga taiao wera rereke.

Rauemi noa mo nga APD

Ko te kowhiringa o nga rawa semiconductor ka nui te awe ki te mahi a te APD.He maha nga rauemi e whakatutuki ana i nga roangaru whakahaere motuhake, ka taea te whakakakahu tika o nga APD mo nga tono e hiahiatia ana:

• Silicon: He pai mo te kitea ki te tata-infrared tono na tona pakaritanga me te tauineine.

• Germanium (Ge) me Indium Gallium Arsenide (InGaAs): Ka whakamahia i nga wa katoa mo te rapunga infrared me te whakawhitiwhiti muka-whatu.

• Mercury Cadmium Telluride (HgCdTe): Ka tuku i te tairongo kore rite mo nga hiahia rapunga infrared motuhake engari he nui ake te uaua me nga utu.

Ko nga manakohanga rawa ka hangaia e te hononga i waenga i te tairongo o te kitenga, te tere whakahaere, me nga ahuatanga haruru.Ko tetahi tauira rongonui ko te whakaurunga o nga InGaAs APD ki roto i nga whatunga muka-whatu, kei reira o raatau rawa e whakanui ana i te tere me te pono o te tohu.

Nga take e awe ana i te paanga o te horo

Ko te kaha o te whakareatanga o te horonga e pa ana ki te papanga me te riterite o te hanganga o te paparanga whakaheke o te diode.Ko nga kotiti i roto i te paparanga ka arai i nga pakaru koretake me te whakararu i te mahi.Ko nga tikanga whakangao matatau hei whakarei ake i te riterite o te hanganga ma te whakauru i te doping tika me nga tukanga epitaxy matatau.

Ko nga mea matua e pa ana ki te paanga o te horonga ko:

• Whakarea katote: Ma nga rawa kanorau whakarea katote e taea ai te whakarea o te kawe kawe engari ka uru mai pea te rereketanga o nga taumata haruru.

• Hoahoa Hanganga: Ko nga tohatoha doping tino pai me nga matotoru paparanga whakahaere e whakarite ana i te mahi whakakaha i te wa e whakahaere ana i te haruru.

Ko nga tirohanga whaitake mai i nga punaha whatu e whakapumau ana ko te whakatikatika i nga hanganga me nga mea hangai ka pai te pai o te waa whakaahua i te wa e aukati ana te haruru.Ko enei mahi mahi tahi i waenga i nga tauira me nga mahi auaha e akiaki ana i te whakapai tonu, me te whakanoho i nga APD hei otinga pono mo nga hiahia o nga hangarau hou.

Whakamutunga

Ko nga diodes Avalanche ka huri i te pakaru whakamuri hei mahi whaihua, pono hoki.Ka tautokohia e a raatau mahi tohenga ngaohiko, te whakamarumaru ngaru, te ngaruiti oscillation, me te kitenga whatu tairongo.Ko te mahinga ka whakawhirinaki ki te hanganga diode, te kowhiringa rauemi, te mana waiariki, me nga tikanga whakahaere.Na tenei taurite i waenga i te ahupūngao semiconductor me te hoahoa whaihua, ka noho tonu nga diodes avalanche hei waahanga nui i roto i nga tono ngaohiko teitei, te auau teitei, me te maarama marama.

Pātai Auau [FAQ]

1. He aha te mahi a te diode avalanche?

Ka taea e te diode avalanche te rere o naianei ina eke ngaohiko whakamuri ki te taumata kua whakaritea.Ka awhina i te tiaki iahiko ma te whakaiti i nga ngaohiko teitei me te tango i nga titaha.

2. He aha te rerekee o te ngongo tohe ki te ngohe Zener?

Ka mahi te diode avalanche i nga ngaohiko teitei ma te whakamahi i nga tukinga paanga.Ka mahi te diode Zener i nga ngaohiko iti ma te whakamahi i te papa hiko kaha.Ko te Avalanche mo te tiaki ngaohiko teitei, ko Zener mo te ture ngaohiko iti.

3. He aha te take o te horonga i roto i te diode?

Ka tupu te horonga ina kaha rawa te ngaohiko whakamuri.Ka whiwhi pūngao ngā irahiko, ka tukituki ki ngā ngota, ka waihanga ake he kawe utu, ka piki ohorere te au.

4. He aha te ngaohiko ka puta te horonga i roto i te diode?

Ka puta te horonga ina neke ake te ngaohiko whakamuri i te reanga pakaru o te diode.He teitei ake tenei i te diode Zener, ka whakawhirinaki ki te hoahoa diode.

5. He aha te rereketanga o te huanga Zener me te huanga Avalanche?

Ka puta te paanga Zener i te ngaohiko iti na te kaha o te papa hiko.Ka puta te awenga horonga i te ngaohiko teitei ake na te tukinga irahiko.