Adım kurtarma diyotu - Step recovery diode

Bir SRD frekans tarak üretecinin sinyali (HP 33003A)

Devre Sembolü

Olarak elektronik bir adım düzelen diyot ( SRD ) a, bu yarı iletken birleşme diyot aşırı kısa darbeler üretmek için yeteneği ile. Ayrıca snap-off diyot veya şarj-depolama diyotu veya (çok daha az sıklıkla) bellek varaktörü olarak da adlandırılır ve mikrodalga elektroniğinde puls üreteci veya parametrik yükseltici olarak çeşitli kullanımları vardır .

Diyotlar ileri iletimden geri kesmeye geçtiğinde, depolanan yük kaldırıldığından kısa bir süre ters akım akar. Adım kurtarma diyotunu karakterize eden, bu ters akımın kesildiği aniliktir.

Tarihsel not

SRD hakkında yayınlanan ilk makale ( Boff, Moll & Shen 1960 ): yazarlar, "belirli tipteki pn-jonksiyon diyotlarının geri kazanım özelliklerinin , üretim için avantaj sağlamak için kullanılabilecek bir süreksizlik sergilediğini " belirterek kısa ankete başladılar . harmonikler veya milimikrosaniye darbelerin üretimi için ". Ayrıca, bu fenomeni ilk kez 1959 Şubat'ında gözlemlediklerini belirtiyorlar.

SRD'yi çalıştırma

Fiziksel ilkeler

SRDS kullanılan ana fenomen depolama elektrik yükü ileri sırasında iletim tüm mevcut olan, bu yarı iletken birleşme diyot nedeniyle sonlu ömrü için azınlık taşıyıcıların içinde yarı iletken . SRD'nin ileriye doğru eğimli olduğunu ve sabit durumda olduğunu, yani anot ön akımının zamanla değişmediğini varsayın : bir bağlantı diyotundaki yük aktarımı esas olarak difüzyondan, yani ön gerilimin neden olduğu sabit olmayan bir uzaysal yük taşıyıcı yoğunluğundan kaynaklandığından, şarj Q _s cihazda saklanır. Bu depolanan ücret ,

1. Sabit durumu sırasında cihazda akan ileri anot akımının yoğunluğu I _A.
2. Azınlık taşıyıcı ömrü τ , yani serbest yük taşıyıcının yeniden birleştirmeden önce bir yarı iletken bölge içinde hareket ettiği ortalama süre .

Nicel olarak, ileri iletimin kararlı durumu τ'dan çok daha uzun sürerse , depolanan yük aşağıdaki yaklaşık ifadeye sahiptir.

${\displaystyle Q_{S}\cong I_{A}\cdot \tau }$

Şimdi voltaj yanlılığının aniden değiştiğini ve durağan pozitif değerinden daha yüksek bir büyüklük sabit negatif değerine geçtiğini varsayalım : o zaman, ileri iletim sırasında belirli bir miktar yük depolandığından, diyot direnci hala düşüktür ( yani anottan- katot gerilimi V _AK hemen hemen aynı ileri iletim değerine sahiptir ). Anot akım durdurma ancak (yani akış yönüne) kutupları ve depolanan yükü ters etmez Q _s hemen hemen sabit bir hızda cihazın dışarı akış başlar I _R, . Depolanan tüm yük böylece belirli bir süre içinde ortadan kaldırılır: bu süre depolama süresi t _S'dir ve yaklaşık ifadesi şöyledir:

${\displaystyle t_{S}\cong {\frac {Q_{S}}{I_{R}}}}$

Depolanan tüm yük kaldırıldığında, diyot direnci aniden değişir, bir t _Tr süresi içinde ters öngerilimde kesme değerine yükselir , geçiş süresi : bu davranış, bu zamana eşit yükselme süreli darbeler üretmek için kullanılabilir.

Drift Adımı Kurtarma Diyotunun (DSRD) Çalışması

Drift Step Recovery Diode (DSRD), 1981 yılında Rus bilim adamları tarafından keşfedilmiştir ( Grekhov ve diğerleri, 1981). DSRD işleminin prensibi, temel bir farkla SRD'ye benzer - ileri pompalama akımı sürekli değil darbeli olmalıdır, çünkü sürüklenme diyotları yavaş taşıyıcılarla çalışır.

DSRD çalışmasının prensibi şu şekilde açıklanabilir: DSRD'nin ileri yönünde kısa bir akım darbesi, PN bağlantısını etkin bir şekilde "pompalayarak" veya başka bir deyişle PN bağlantısını kapasitif olarak "şarj ederek" uygulanır. Akım yönü tersine döndüğünde, biriken yükler taban bölgesinden çıkarılır.

Biriken yük sıfıra düşer düşmez diyot hızla açılır. Diyot devresinin kendi kendine endüksiyonu nedeniyle yüksek voltaj yükselmesi görünebilir. Komütasyon akımı ne kadar büyükse ve ileri iletimden geri iletime geçiş ne kadar kısa olursa, puls üretecinin puls genliği ve verimliliği o kadar yüksek olur (Kardo-Sysoev ve diğerleri, 1997).

Kullanımlar

• harmonik jeneratörler
  • yerel osilatörler
  • Voltaj kontrollü osilatör
  • frekans sentezleyiciler
  • Frekans çarpanı
• tarak jeneratörü
• Örnekleme Faz Dedektörü

Ayrıca bakınız

• azınlık taşıyıcı
• Pn kavşağı
• darbe üreteci
• yarı iletken diyot

Referanslar

• Boff, AF; Moll, J.; Shen, R. (Şubat 1960), "Katı hal diyotlarında yeni bir yüksek hız etkisi", 1960 IEEE Uluslararası Katı Hal Devreleri Konferansı. Teknik Belgelerin Özeti. , IRE Uluslararası Katı Hal Devreleri Konferansı, III , New York: IEEE Press, s. 50–51, doi : 10.1109/ISSCC.1960.1157249. SRD'lerle ilgili ilk makale: ilginç ama " kısıtlı erişim ".

Aşağıdaki iki kitap, yarı iletken diyotlarda denge dışı yük taşınımı teorisinin kapsamlı bir analizini içerir ve ayrıca uygulamalara genel bir bakış sunar (en azından yetmişlerin sonuna kadar).

• Nosov, Yurii Romanovich (1969), Yarıiletken diyotlarda anahtarlama , Yarıiletken Fiziğinde Monograflar, 4 , New York : Plenum Press.
• , Tkhorik, Yurii Aleksandroviç (1968) Geçici darbeli yarıiletken diyotlar , Kudüs : Bilimsel Çevirileri için İsrail Programı, Ltd..

Aşağıdaki uygulama notları, SRD'leri kullanan pratik devreler ve uygulamalarla kapsamlı bir şekilde ilgilenmektedir.

• Adım Kurtarma Diyotları ile Darbe ve Dalga Formu Üretimi (PDF) , Uygulama notu AN 918, Palo Alto : Hewlett-Packard , Ekim 1984. Hewlett-Packard HPRFhelp'te mevcuttur .

Dış bağlantılar

• Tan, Michael R.; Wang, SY; Mars, DE; Moll, JL (31 Aralık 1991), A 12 psec GaAs Çift Heteroyapılı Adım Kurtarma Diyodu , HP Labs Teknik Raporları , HPL-91-187, Palo Alto : Hewlett-Packard. Son derece hızlı bir heterojunction SRD'nin yapısını açıklayan ve ölçülen performansını bildiren ilginç bir makale .
• Kirkby, David (Nisan 1999), "Bölüm 5. Darbe Üreteçleri" (PDF) , Dokunun Darbe Tepkisini Ölçmek için Kazanç Modülasyonlu Çığ Fotodiyot kullanan Pikosaniye Optoelektronik Çapraz Korelatör (PDF) , orijinalinden arşivlendi (PDF) 2012 -02-06. SRD'nin kilit bir unsur olduğu bir doktora tezidir . Bölüm 5 özellikle önemlidir.