IMPATT diode (original) (raw)
An IMPATT diode (impact ionization avalanche transit-time diode) is a form of high-power semiconductor diode used in high-frequency microwave electronics devices. They have negative resistance and are used as oscillators and amplifiers at microwave frequencies. They operate at frequencies of about 3 and 100 GHz, or higher. The main advantage is their high-power capability; single IMPATT diodes can produce continuous microwave outputs of up to 3 kilowatts, and pulsed outputs of much higher power. These diodes are used in a variety of applications from low-power radar systems to proximity alarms. A major drawback of IMPATT diodes is the high level of phase noise they generate. This results from the statistical nature of the avalanche process.
| Property | Value |
|---|---|
| dbo:abstract | Die IMPATT-Diode ist eine spezielle Diode zur Erzeugung von Hochfrequenz. Der Name leitet sich von der englischen Bezeichnung Impact Ionization Avalanche Transit Time Diode ab, im Deutschen wird sie Lawinen-Laufzeit-Diode (LLD) genannt. Die Hauptvertreter der IMPATT-Dioden-Familie sind die Read-Diode, der einseitig abrupte p-n-Übergang, die doppelseitige Doppeldriftdiode, hi-lo- und lo-hi-lo-Dioden und die pin-Diode. Weitere Laufzeitdioden sind die BARITT-Diode, die DOVETT-Diode und die TRAPATT-Diode. Die IMPATT-Diode ist eine der leistungsfähigsten Halbleitergeneratoren bis zu 300 GHz und damit eine wichtige Quelle für Mikrowellen derart hoher Frequenz beziehungsweise Millimeterwellen. Sie erreicht über 10-fach höhere Leistungen als die Gunndiode im Frequenzbereich 10–150 GHz. Genutzt wird sie in elektronischen Schaltungen, in denen hochfrequente Oszillatoren gebraucht werden. Das sind unter anderem Sender in der Millimeterwellenkommunikation, Radar für den zivilen Luft- und Bodengebrauch oder zur Steuerung von Raketen im militärischen Bereich und ähnliche Anwendungen. Vorteile der IMPATT-Dioden sind, dass sie eine höhere Effizienz (12–20 % im Bereich von 5–10 GHz) als Gunndioden und Reflexklystrons haben, langlebig sind und gegenüber Gunndioden hohe HF-Leistungen (z. B. bei 9,5 GHz 3,5 W kontinuierlich und 15 W gepulst) erzeugen können. Nachteilig ist das hohe Phasenrauschen und die hohen Reaktanzen. Die Reaktanzen sind stark abhängig von der Oszillationsamplitude und müssen daher im Schaltungsentwurf berücksichtigt werden, damit es nicht zu Verstimmungen oder gar zur Zerstörung der Diode kommt. (de) El diodo IMPATT, o diodo Read, toma su nombre del acrónimo inglés IMPact ionization Avalanche Transit Time (en español, Tiempo de Tránsito por Avalancha con Ionización por Choque). El diodo funciona por el efecto de avalancha, utilizándose en régimen pulsante. Se polariza negativamente con un tensión de corriente continua (DC) cercana al valor de ruptura y se le inyecta superpuesta una señal de radiofrecuencia (RF). Durante los semiciclos positivos de la señal de RF se produce el efecto "avalancha". La corriente de avalancha solo interrumpe su crecimiento con la llegada del semiciclo negativo. Pueden operar desde los 3 GHz hasta más allá de los 100 GHz.Es utilizado para la generación de microondas en radares de seguridad domiciliaria. (es) An IMPATT diode (impact ionization avalanche transit-time diode) is a form of high-power semiconductor diode used in high-frequency microwave electronics devices. They have negative resistance and are used as oscillators and amplifiers at microwave frequencies. They operate at frequencies of about 3 and 100 GHz, or higher. The main advantage is their high-power capability; single IMPATT diodes can produce continuous microwave outputs of up to 3 kilowatts, and pulsed outputs of much higher power. These diodes are used in a variety of applications from low-power radar systems to proximity alarms. A major drawback of IMPATT diodes is the high level of phase noise they generate. This results from the statistical nature of the avalanche process. (en) Лави́нно-пролётный дио́д (ЛПД, IMPATT-диод) — диод, основанный на лавинном умножении носителей заряда. Лавинно-пролётные диоды применяются в основном для генерации колебаний в диапазоне СВЧ. Процессы, происходящие в полупроводниковой структуре диода, ведут к тому, что активная составляющая комплексного сопротивления на малом переменном сигнале в определённом диапазоне частот отрицательна. На вольт-амперной характеристике лавинно-пролётного диода, в отличие от туннельного диода, отсутствует участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Рабочей для лавинно-пролётного диода является область лавинного пробоя. Идея, лежащая в основе работы лавинно-пролётного диода, сформулирована в 1958 году У. Т. Ридом (W. Т. Read). Эффект генерации колебаний при лавинном пробое обнаружен в 1959 году А. С. Тагером, А. И. Мельниковым и другими (НПП «Исток», г. Фрязино Московской области). Первый лавинно-пролётный диод был разработан в лаборатории СВЧ-диодов НИИ «Пульсар» под руководством В. М. Вальд-Перлова. (ru) Лавинно-пролітний напівпровідниковий діод (ЛПД) (англ. IMPATT diode (IMPact ionization Avalanche Transit-Time)) - напівпровідниковий прилад з негативним опором, що виникає через зсув фаз між струмом і напругою на виводах приладу внаслідок інерційних властивостей лавинного множення носіїв заряду і кінцевого часу їх прольоту в області р-n-переходу. Лавинне множення в р-n-переході викликане ударною іонізацією атомів носіями заряду. На відміну від інших приладів цього класу (тунельних діодів, тиристорів, Ганна діодів), негативний опір ЛПД виявляється тільки на НВЧ. Ідея створення ЛПД вперше висловлена американським фізиком В. Рідом в 1958. Експериментально генерація коливань за допомогою ЛПД вперше спостерігалась в СРСР в 1959 групою співробітників під кер. О. С. Тагера. ЛПД застосовуються для генерування коливань в діапазоні частот від 1 до 300 ГГц. Потужність коливань складає одиниці Вт (при ккд ~ 10%). У 1967 був відкритий режим роботи ЛПД, при якому електричні коливання виникають відразу на 2 частотах: частоті f0, характерної для звичайного режиму, і її субгармоніці f0/fn, де n> 3. Цей режим відрізняється високими значеннями ккд (до 60%) і високими рівнями потужності на субгармоніках (до декількох сотень Вт). Для отримання ЛПД можуть бути використані структури типу p+-n-i-n+ (діод Ріда), p-i-n, р-n, р+-n і р-n+, утворені дифузією домішок, іонною імплантацією, епітаксіальним нарощуванням, напиленням у вакуумі з утворенням бар'єру Шотткі . При виготовленні їх застосовують напівпровідникові матеріали з високою дрейфовой швидкістю носіїв заряду і великою шириною забороненої зони (GaAs, Si, Ge). (uk) |
| dbo:wikiPageID | 1290858 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageLength | 8740 (xsd:nonNegativeInteger) |
| dbo:wikiPageRevisionID | 1063292277 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageWikiLink | dbr:Amplifier dbr:Electrical_junction dbr:Electronic_oscillator dbr:Bell_Labs dbr:Phase_noise dbr:Doping_(semiconductor) dbr:Radar dbr:P–n_junction dbr:Tunnel_diode dbr:Heat_sink dbr:Diode dbc:Diodes dbr:Covalent_bond dbr:Avalanche_breakdown dbr:BARITT_diode dbr:Frequency_modulation dbr:Institute_of_Electrical_and_Electronics_Engineers dbr:Microwave dbr:Semiconductor dbr:Semiconductor_device dbr:Negative_resistance dbr:Gunn_diode dbr:M._S._Tyagi |
| dbp:wikiPageUsesTemplate | dbt:Authority_control dbt:ISBN |
| dct:subject | dbc:Diodes |
| gold:hypernym | dbr:Form |
| rdf:type | owl:Thing yago:WikicatOscillators yago:Artifact100021939 yago:Device103183080 yago:Diode103202940 yago:ElectronicDevice103277771 yago:Generator103434285 yago:Instrumentality103575240 yago:Object100002684 yago:Oscillator103857430 yago:PhysicalEntity100001930 yago:Tube104494204 yago:Whole100003553 yago:WikicatDiodes |
| rdfs:comment | An IMPATT diode (impact ionization avalanche transit-time diode) is a form of high-power semiconductor diode used in high-frequency microwave electronics devices. They have negative resistance and are used as oscillators and amplifiers at microwave frequencies. They operate at frequencies of about 3 and 100 GHz, or higher. The main advantage is their high-power capability; single IMPATT diodes can produce continuous microwave outputs of up to 3 kilowatts, and pulsed outputs of much higher power. These diodes are used in a variety of applications from low-power radar systems to proximity alarms. A major drawback of IMPATT diodes is the high level of phase noise they generate. This results from the statistical nature of the avalanche process. (en) Die IMPATT-Diode ist eine spezielle Diode zur Erzeugung von Hochfrequenz. Der Name leitet sich von der englischen Bezeichnung Impact Ionization Avalanche Transit Time Diode ab, im Deutschen wird sie Lawinen-Laufzeit-Diode (LLD) genannt. Die Hauptvertreter der IMPATT-Dioden-Familie sind die Read-Diode, der einseitig abrupte p-n-Übergang, die doppelseitige Doppeldriftdiode, hi-lo- und lo-hi-lo-Dioden und die pin-Diode. Weitere Laufzeitdioden sind die BARITT-Diode, die DOVETT-Diode und die TRAPATT-Diode. (de) El diodo IMPATT, o diodo Read, toma su nombre del acrónimo inglés IMPact ionization Avalanche Transit Time (en español, Tiempo de Tránsito por Avalancha con Ionización por Choque). El diodo funciona por el efecto de avalancha, utilizándose en régimen pulsante. Se polariza negativamente con un tensión de corriente continua (DC) cercana al valor de ruptura y se le inyecta superpuesta una señal de radiofrecuencia (RF). Durante los semiciclos positivos de la señal de RF se produce el efecto "avalancha". La corriente de avalancha solo interrumpe su crecimiento con la llegada del semiciclo negativo. (es) Лавинно-пролітний напівпровідниковий діод (ЛПД) (англ. IMPATT diode (IMPact ionization Avalanche Transit-Time)) - напівпровідниковий прилад з негативним опором, що виникає через зсув фаз між струмом і напругою на виводах приладу внаслідок інерційних властивостей лавинного множення носіїв заряду і кінцевого часу їх прольоту в області р-n-переходу. Лавинне множення в р-n-переході викликане ударною іонізацією атомів носіями заряду. На відміну від інших приладів цього класу (тунельних діодів, тиристорів, Ганна діодів), негативний опір ЛПД виявляється тільки на НВЧ. Ідея створення ЛПД вперше висловлена американським фізиком В. Рідом в 1958. Експериментально генерація коливань за допомогою ЛПД вперше спостерігалась в СРСР в 1959 групою співробітників під кер. О. С. Тагера. (uk) Лави́нно-пролётный дио́д (ЛПД, IMPATT-диод) — диод, основанный на лавинном умножении носителей заряда. Лавинно-пролётные диоды применяются в основном для генерации колебаний в диапазоне СВЧ. Процессы, происходящие в полупроводниковой структуре диода, ведут к тому, что активная составляющая комплексного сопротивления на малом переменном сигнале в определённом диапазоне частот отрицательна. На вольт-амперной характеристике лавинно-пролётного диода, в отличие от туннельного диода, отсутствует участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Рабочей для лавинно-пролётного диода является область лавинного пробоя. (ru) |
| rdfs:label | IMPATT-Diode (de) Diodo IMPATT (es) IMPATT diode (en) Лавинно-пролётный диод (ru) Лавинно-пролітний діод (uk) |
| owl:sameAs | freebase:IMPATT diode http://d-nb.info/gnd/4161393-4 yago-res:IMPATT diode wikidata:IMPATT diode dbpedia-de:IMPATT diode dbpedia-es:IMPATT diode dbpedia-fa:IMPATT diode dbpedia-ru:IMPATT diode dbpedia-sk:IMPATT diode dbpedia-tr:IMPATT diode dbpedia-uk:IMPATT diode https://global.dbpedia.org/id/QVKw |
| prov:wasDerivedFrom | wikipedia-en:IMPATT_diode?oldid=1063292277&ns=0 |
| foaf:isPrimaryTopicOf | wikipedia-en:IMPATT_diode |
| is dbo:wikiPageRedirects of | dbr:Impatt_diode dbr:IMPATT dbr:TRAPATT_diode |
| is dbo:wikiPageWikiLink of | dbr:Amplifier dbr:Electrical_breakdown dbr:Electromagnetic_spectrum dbr:Electronic_oscillator dbr:Electrical_resistance_and_conductance dbr:Crystal_detector dbr:Tunnel_diode dbr:Diode dbr:Avalanche_diode dbr:Avalanche_transistor dbr:BARITT_diode dbr:Impatt_diode dbr:Microwave dbr:Oleg_Losev dbr:Semiconductor_device dbr:Negative_resistance dbr:IMPATT dbr:TRAPATT_diode |
| is foaf:primaryTopic of | wikipedia-en:IMPATT_diode |