Na czym polega efekt Gunna ??

U¿ytkownik "Krystian" snipped-for-privacy@poczta.usun.fm> napisa³ w wiadomo¶ci news: snipped-for-privacy@barracuda.messor.org...

W duzym skrocie: powstawanie oscylacji w pasmie mikrofalowym po przylozeniu napiecia do odpowiednieo przekroju polprzewodnika, np. GaAs. Ma to zwiazek ze zjawiskiem "ujemnej rezystancji" dla tych czestotliwosci - nastrepuje spelnienie warunku generacji. Ale to takie mocne uproszczenie - podejrzewam, ze na troche wiecej liczysz ;-). pzdr, marcin

U¿ytkownik "Krystian" snipped-for-privacy@poczta.usun.fm> napisa³ w wiadomo¶ci news: snipped-for-privacy@barracuda.messor.org

Oj... dawno to mia³em, ale w materia³ów w sieci jak na lekarstwo. Jednak zajrza³em do ksi±¿ek i co¶ tam sobie przypomnia³em. Nie jestem przekonany czy da siê opowiedzieæ prosto, ale spróbujmy...

Przede wszystkim: Efekt Gunna wystêpuje jedynie w niektórych pó³przewodnikach z grupy A3B5 i A2B6 charakteryzuj±cych siê szczególnym uk³adem pasm energetycznych. Do konstrukcji diod Gunna najczêsciej u¿ywa siê GaAs, dlatego pos³u¿ymy siê jego przyk³adem.

Zazwyczaj w modelu pasmowym pó³przewodnika, na osi poziomej odklada siê po³o¿enie (wspó³rzêdna geometryczna), natomiast o¶ pionowa reprezentuje energiê. Wykres pasmowy jednorodnej bry³ki p³p, w stanie ustalonym, bez zewnêtrznej polaryzacji, o¶wietlenia itp. ma postaæ _p³askich_, poziomych pasm: podstawowego i przewodnictwa. W rzeczywisto¶ci po³o¿enie pasm energetycznych zale¿y od pêdu elektronu wzglêdem po³o¿enia osi krystalograficznych. Je¿eli na osi poziomej od³o¿ymy nie wspó³rzêdn± X a pêd elektronu, to pasma przewodnictwa przyjmuj± postaæ dolin. Wspomniany GaAs ma dwie szczególne cechy:

• Po pierwsze: posiada dwa subpasma w pasmie przewodnictwa maj±ce postaæ dwóch dolin przesuniêtych na osi pêdu. Przej¶cie z pasma podstawowego do pierwszego subpasma z dnem odleg³ym odleg³ym o 1.36eV (Wp1) od wierzcho³ka pasma podstawowego odbywa siê bez zmiany pêdu elektronu. Jednak mo¿liwe jest równie¿ inne przej¶cie (tzw. sko¶ne, czyli ze zmian± pêdu) do drugiego subpasma z dnem (Wp2) po³o¿onym o 0.36eV wy¿ej ni¿ pierwsze.
• Po drugie: ruchliwo¶æ elektronów w drugim (wy¿szym) subpasmie jest znacznie mniejsza ni¿ w pierwszym. Przypomnijmy, ¿e ruchliwo¶æ no¶ników w pó³przewodniku przek³ada siê bezpo¶rednio na jego konduktywno¶æ.

Przy³o¿eniu pola elektrycznego do jednorodnego pó³przewodnika towarzyszy przep³yw pr±du, czyli unoszenie elektronów z prêdko¶ci± proporcjonaln± do natê¿enia pola i ruchliwo¶ci no¶ników. W zakresie ma³ych natê¿eñ pola elektrony poruszaj± siê w dolnym subpasmie przewodnictwa ze znaczn± ruchliwo¶ci± (-> ma³a rezystywno¶æ). W miarê wzrostu natê¿enia pola E, niektóre z elektronów osi±gaj± energiê Wp2 pozwalaj±c± na przej¶cie do drugiego subpasma, gdzie zostaj± uwiêzione w warunkach znacznie zmniejszonej ruchliwo¶ci co objawia siê _wzrostem rezystywno¶ci_ pó³przewodnika. W przypadku GaAs wymaga to przekroczenia natê¿enia pola E rzêdu 3.5E5[V/m]. W ten sposób, w jednorodnym, bezz³±czowym obszarze pó³przewodnika istniej± warunki do wyst±pienia na charakterystyce ( I(U) ) odcinka o ujemnej konduktancji rózniczkowej:

W wyja¶nieniu za³o¿yli¶my milcz±co jednorodno¶æ pola E w obszarze pó³przewodnika. W rzeczywisto¶ci pole nigdy nie bêdzie jednorodne. W warunkach pola elektrycznego o warto¶ci krytycznej, zaburzenia te potêguj± siê i przyjmuj± postaæ warstw ³adunku, tzw domen przemieszczaj±cych siê zgodnie z kierunkiem pola: Dalszy ci±g zwi±zany z wytwarzaniem drgañ za pomoc± obwodu rezonansowego z w³±czonym elementem o ujemnej rezystancji rózniczkowej powinien daæ siê znale¼æ w sieci.

¯eby nie by³o, ¿e ja to wszystko z pamiêci... ;-) Podpar³em siê nastêpuj±cymi ksi±¿kami: J.Klamka. "Mikrofalowe przyrz±dy P£P", WNT 1982, Wyd.2 A. ¦wit, J.Pu³torak. "Przyrz±dy P£P", WNT 1979, Wyd.4 J.Hennel., "Podstawy elektroniki P£P", seria EiT, WNT 1986 W.Marciniak, "Przyrz±dy P£P i uk³ady scalone", WNT 1984, Wyd.2

Dnia Sat, 24 Jan 2004 20:37:54 +0100, grałem na gitarze, aż tu nagle mój spokój wewnętrzny zakłócił Marek pisząc: [...]

Uff jak się tej ksiązki boje :)

Dziękuję bardzo.

Pozdrawiam Krystian

U¿ytkownik "Krystian" snipped-for-privacy@poczta.usun.fm> napisa³ w wiadomo¶ci news: snipped-for-privacy@barracuda.messor.org

:-) Niestety ksi±¿ka prof.Marciniaka (przy ca³ym szacunku dla jej Autora) próbuje obj±æ _ca³o¶æ_ tematu - ³±cznie z technologi± US - a przez to zawiera sporo uproszczeñ. Ksi±¿ka prof.prof. ¦wita i Pó³toraka obejmuje wê¿szy zakres, jest znacznie bardziej szczegó³owa ale dziêki temu spójna i IMHO przyjemniejsza jako podrêcznik (Zw³aszcza je¶li siê chadza³o na wyk³adu do obu panów ;)

U¿ytkownik "Marek Dzwonnik" snipped-for-privacy@message.pl napisa³ w wiadomo¶ci news: snipped-for-privacy@news.home.net.pl... [...]

Fiu fiu... Good job :-) pzdr, marcin