Gunnsche Diode - Definition
Gunnsche Diode - Definition
Die Gunn-Diode ist ein Halbleiterbauelement, das hauptsächlich als Mikrowellenstrahlungsquelle verwendet wird. Sie gehört zur Gruppe der transistorähnlichen Dioden, ihr Betrieb basiert jedoch nicht auf dem klassischen p-n-Übergang, sondern auf dem Phänomen des negativen dynamischen Widerstands in einem homogenen Halbleiter, wie Galliumarsenid (GaAs) oder Indiumphosphid (InP). Dieser Effekt wurde 1963 von John Gunn beschrieben, nach dem das Element benannt ist.
Das Gunn-Phänomen beruht darauf, dass unter bestimmten Spannungsbedingungen ein Teil der Ladungsträger in ein Energieband mit einer höheren effektiven Masse verschoben wird, was zu einer Verringerung der Mobilität und zum Auftreten von Bereichen mit höherem Widerstand führt - so genannten Domänen mit hohem elektrischem Feld. Eine solche Domäne wandert durch die Halbleiterstruktur und erzeugt Spannungsschwingungen mit Frequenzen von einigen bis zehn Gigahertz. Dieses Phänomen tritt in übergangslosen Strukturen auf, wenn geeignete Dotierschichten und Kontaktgeometrien verwendet wurden.
Gunn-Dioden werden in Mikrowellengeneratoren, Radaren, Kommunikationssystemen und Messsystemen eingesetzt. Sie hat den Vorteil, dass sie relativ einfach aufgebaut ist und in einem breiten Frequenzband arbeiten kann. Sie wird häufig mit einem Mikrowellenresonator kombiniert, um stabile Schwingungen bei einer bestimmten Frequenz zu erreichen. Aufgrund ihrer nichtlinearen Eigenschaften wird diese Diode nicht als klassisches Gleichrichterelement, sondern als aktiver Generator eingesetzt.
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