IMPATT डायोड की अवधारणा का आविष्कार वास्तव में वर्ष 1954 में विलियम शॉक्ले द्वारा किया गया था। इसलिए, उन्होंने ट्रांजिट टाइम डिले जैसे तंत्र की मदद से नकारात्मक प्रतिरोध पैदा करने के विचार का विस्तार किया। उन्होंने प्रस्तावित किया कि पीएन जंक्शन के भीतर चार्ज कैरियर्स के लिए इंजेक्शन तकनीक फॉरवर्ड बायस्ड है और 1954 में बेल सिस्टम्स के तकनीकी जर्नल में अपने विचार को प्रकाशित किया और 'सेमीकंडक्टर डायोड के भीतर ट्रांजिट टाइम से नकारात्मक प्रतिरोध होने वाले नाम से शीर्षक दिया। इसके अलावा, प्रस्ताव नहीं था 1958 तक विस्तारित किया गया क्योंकि बेल लेबोरेटरीज ने अपनी P+ NI N+ डायोड संरचना को लागू किया और उसके बाद, इसे रीड डायोड कहा जाता है। उसके बाद वर्ष 1958 में "एक प्रस्तावित उच्च आवृत्ति, नकारात्मक प्रतिरोध डायोड" शीर्षक से एक तकनीकी पत्रिका प्रकाशित हुई। वर्ष 1965 में, पहला व्यावहारिक डायोड बनाया गया था और पहले दोलनों को देखा गया था। इस प्रदर्शन के लिए उपयोग किए जाने वाले डायोड का निर्माण सिलिकॉन के माध्यम से P+N संरचना के साथ किया गया था। बाद में, रीड डायोड ऑपरेशन को सत्यापित किया गया और उसके बाद, काम करने के लिए वर्ष 1966 में एक पिन डायोड का प्रदर्शन किया गया। IMPATT डायोड क्या है? IMPATT डायोड का पूर्ण रूप IMPatt ionization हिमस्खलन ट्रांजिट-टाइम है। यह माइक्रोवेव अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाने वाला एक अत्यंत उच्च शक्ति वाला डायोड है। आमतौर पर, इसका उपयोग माइक्रोवेव आवृत्तियों पर एम्पलीफायर और थरथरानवाला के रूप में किया जाता है। IMPATT डायोड की ऑपरेटिंग फ़्रीक्वेंसी रेंज 3 - 100 GHz से होती है। आम तौर पर, यह डायोड नकारात्मक प्रतिरोध विशेषताओं को उत्पन्न करता है, इसलिए सिग्नल उत्पन्न करने के लिए माइक्रोवेव आवृत्तियों पर एक थरथरानवाला के रूप में काम करता है। यह मुख्य रूप से पारगमन समय प्रभाव और प्रभाव आयनीकरण हिमस्खलन प्रभाव के कारण है। IMPATT डायोड का वर्गीकरण दो प्रकार से किया जा सकता है, अर्थात् सिंगल ड्रिफ्ट और डबल ड्रिफ्ट। सिंगल ड्रिफ्ट डिवाइस P+NN+, P+NIN+, N+PIP+, N+PP+ हैं। जब हम P+NN+ डिवाइस पर विचार करते हैं, तो P+N जंक्शन रिवर्स बायस में जुड़ा होता है तो यह हिमस्खलन टूटने का कारण बनता है जो क्षेत्र का कारण बनता है P+ को NN+ में संतृप्ति वेग के साथ इंजेक्ट करने के लिए। लेकिन NN+ के क्षेत्र से अंतःक्षेपित छिद्र ड्रिफ्ट नहीं होते हैं जिन्हें सिंगल ड्रिफ्ट डिवाइस कहा जाता है। डबल ड्रिफ्ट डिवाइस का सबसे अच्छा उदाहरण पी + पीएनएन + है। इस तरह के उपकरण में, जब भी पीएन-जंक्शन हिमस्खलन टूटने के करीब पक्षपाती होता है, तो इलेक्ट्रॉन बहाव एनएन + क्षेत्र के माध्यम से किया जा सकता है, जबकि छेद पीपी + क्षेत्र के माध्यम से बहते हैं जिसे डबल ड्रिफ्ट डिवाइस के रूप में जाना जाता है। विशेषताएं की मुख्य विशेषताएं IMPATT डायोड में निम्नलिखित शामिल हैं। ऑपरेटिंग आवृत्ति 3GHz से 100GH तक होती है। IMPATT डायोड का कार्य सिद्धांत हिमस्खलन गुणन है आउटपुट पावर 1w CW है और 400 वाट स्पंदित क्षमता 3% CW है और 60% 1GHz के तहत स्पंदित है GUNN डायोड की तुलना में अधिक शक्तिशाली शोर का आंकड़ा है 30dbIMPATT डायोड निर्माण और कार्यइम्पैट डायोड का निर्माण नीचे दिखाया गया है। इस डायोड में P+-NI-N+ जैसे चार क्षेत्र शामिल हैं। पिन डायोड और IMPATT दोनों की संरचना समान है, लेकिन यह हिमस्खलन करंट उत्पन्न करने के लिए लगभग 400KV/cm के अत्यधिक उच्च वोल्टेज ग्रेडिएंट पर काम करता है। आमतौर पर इसके निर्माण के लिए विभिन्न सामग्रियों जैसे Si, GaAs, InP, या Ge का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है।

IMPATT डायोड निर्माण एक सामान्य डायोड की तुलना में, यह डायोड कुछ भिन्न संरचना का उपयोग करता है क्योंकि; हिमस्खलन की स्थिति में एक सामान्य डायोड टूट जाएगा। चूंकि वर्तमान पीढ़ी की बड़ी मात्रा इसके भीतर गर्मी पैदा करती है। तो माइक्रोवेव आवृत्तियों पर, संरचना में विचलन मुख्य रूप से आरएफ सिग्नल उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है। आमतौर पर, इस डायोड का उपयोग माइक्रोवेव जनरेटर में किया जाता है। यहां, एक आउटपुट उत्पन्न करने के लिए IMPATT डायोड को एक DC आपूर्ति दी जाती है जो सर्किट के भीतर एक उपयुक्त ट्यूनेड सर्किट का उपयोग करने के बाद दोलन करता है। IMPATT सर्किट का आउटपुट अन्य माइक्रोवेव डायोड की तुलना में सुसंगत और तुलनात्मक रूप से उच्च होता है। लेकिन यह चरण शोर की एक उच्च श्रेणी भी उत्पन्न करता है, जिसका अर्थ है कि इसका उपयोग रिसीवर के भीतर स्थानीय ऑसीलेटर की तुलना में सामान्य ट्रांसमीटरों में किया जाता है जहां चरण शोर का प्रदर्शन सामान्य रूप से अधिक महत्वपूर्ण होता है। यह डायोड काफी उच्च वोल्टेज जैसे 70 वोल्ट या उससे अधिक के साथ काम करता है। यह डायोड चरण शोर के माध्यम से अनुप्रयोगों को सीमित कर सकता है। फिर भी, ये डायोड कई क्षेत्रों के लिए माइक्रोवेव डायोड के लिए मुख्य रूप से आकर्षक विकल्प हैं। IMPATT डायोड सर्किट IMPATT डायोड का अनुप्रयोग नीचे दिखाया गया है। आमतौर पर, इस प्रकार के डायोड का उपयोग मुख्य रूप से 3 GHz से अधिक आवृत्तियों पर किया जाता है। यह देखा गया है कि जब भी ब्रेकडाउन वोल्टेज के क्षेत्र में IMPATT की ओर वोल्टेज के साथ एक ट्यूनेड सर्किट दिया जाता है तो दोलन होगा। अन्य डायोड की तुलना में, यह डायोड नकारात्मक प्रतिरोध का उपयोग करता है और यह डायोड एक उच्च श्रेणी उत्पन्न करने में सक्षम है डिवाइस के आधार पर आमतौर पर दस वाट या उससे अधिक की शक्ति। इस डायोड का संचालन एक करंट लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करके आपूर्ति से किया जा सकता है। इसका मान वर्तमान के प्रवाह को आवश्यक मान तक सीमित कर देता है। डीसी को आरएफ सिग्नल से अलग करने के लिए एक आरएफ चोक में करंट की आपूर्ति की जाती है।

IMPATT डायोड सर्किट IMPATT माइक्रोवेव डायोड को ट्यूनेड सर्किट से परे व्यवस्थित किया जाता है, लेकिन आम तौर पर इस डायोड को एक वेवगाइड कैविटी के भीतर व्यवस्थित किया जा सकता है जो आवश्यक ट्यूनेड सर्किट देता है। जब वोल्टेज की आपूर्ति दी जाती है तो सर्किट स्विंग होगा। IMPATT डायोड का मुख्य दोष इसका संचालन है क्योंकि यह हिमस्खलन टूटने के तंत्र के कारण उच्च श्रेणी के चरण शोर उत्पन्न करता है। ये उपकरण गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) तकनीक का उपयोग करते हैं जो सिलिकॉन की तुलना में काफी बेहतर है। यह चार्ज कैरियर्स के लिए बहुत तेज आयनीकरण गुणांक का परिणाम है। IMPATT और ट्रैपेट डायोड के बीच अंतरविभिन्न विशिष्टताओं के आधार पर IMPATT और ट्रैपेट डायोड के बीच मुख्य अंतर नीचे चर्चा की गई है। निर्दिष्टीकरणIMPATT डायोड TRAPATT डायोड ऑपरेटिंग फ्रीक्वेंसी 0.5 - 100GHz1 - 10GHz बैंडविड्थ 1/10 RF केंद्र आवृत्ति-दक्षता 60 स्पंदित मोड में% और सीडब्ल्यूपी स्पंदित मोड में 3% 20 - 60% आउटपुट पावर 1 वाट (सीडब्ल्यू) 400 वाट (स्पंदित) 100 वाट से अधिक शोर चित्रा 30 डीबी 60 डीबी बेसिक सेमीकंडक्टर्स सी, आईएनपी, जीई, गाएसी कंस्ट्रक्शन एन + पीआईपी + रिवर्स बायस पीएन जंक्शनपी + एनएन ++ या एन + पी पी + रिवर्स बायस पीएन जंक्शन हार्मोनिक्स लोस्ट्रांग रग्डनेस हां हां साइज टाइनी टिनी एप्लीकेशन ऑसिलेटर, एम्पलीफायर ऑसिलेटरIMPATT डायोड के लक्षण IMPATT डायोड की विशेषताओं में निम्नलिखित शामिल हैं। हिमस्खलन भी एल पारगमन समय के रूप में। गन डायोड की तुलना में, ये उच्च ओ/पी शक्ति और शोर भी प्रदान करते हैं, इसलिए स्थानीय ऑसीलेटर के लिए रिसीवर में उपयोग किया जाता है। वर्तमान और वोल्टेज के बीच चरण अंतर 180 डिग्री है। यहां 90 डिग्री के साथ चरण विलंब मुख्य रूप से हिमस्खलन प्रभाव के कारण होता है जबकि शेष कोण पारगमन समय के कारण होता है। इनका मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है जहां ऑसिलेटर और एम्पलीफायरों की तरह उच्च आउटपुट पावर आवश्यक होती है। इस डायोड द्वारा प्रदान की जाने वाली आउटपुट पावर मिलीमीटर की सीमा में होती है। -वेव फ़्रीक्वेंसी। कम आवृत्तियों पर, आउटपुट पावर फ़्रीक्वेंसी के व्युत्क्रमानुपाती होता है, जबकि उच्च आवृत्तियों पर, यह फ़्रीक्वेंसी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है। IMPATT डायोड के लाभों में निम्नलिखित शामिल हैं। यह एक उच्च ऑपरेटिंग रेंज देता है। इसका आकार छोटा है. उत्कृष्ट माइक्रोवेव जनरेटर। माइक्रोवेव ट्रांसमिशन सिस्टम के लिए, यह डायोड एक वाहक संकेत उत्पन्न कर सकता है। नुकसान IMPATT डायोड के नुकसान में शामिल हैं निम्नलिखित। यह एक कम ट्यूनिंग रेंज देता है। यह विभिन्न परिचालन स्थितियों के लिए उच्च संवेदनशीलता देता है। हिमस्खलन क्षेत्र में, इलेक्ट्रॉन-छेद जोड़ी पीढ़ी की दर उच्च शोर उत्पन्न कर सकती है। परिचालन स्थितियों के लिए, यह उत्तरदायी है। यदि उचित देखभाल नहीं लिया जाता है तो यह विशाल इलेक्ट्रॉनिक प्रतिक्रिया के कारण क्षतिग्रस्त हो सकता है। TRAPATT की तुलना में, यह कम दक्षता प्रदान करता है IMPATT डायोड की ट्यूनिंग रेंज गन डायोड की तरह अच्छी नहीं है। यह गन और क्लिस्ट्रॉन डायोड की तुलना में उच्च रेंज के माध्यम से नकली शोर उत्पन्न करता है। .अनुप्रयोग IMPATT डायोड के अनुप्रयोगों में निम्नलिखित शामिल हैं। इस प्रकार के डायोड का उपयोग मॉड्यूलेटेड आउटपुट ऑसिलेटर और माइक्रोवेव जनरेटर के भीतर माइक्रोवेव ऑसिलेटर की तरह किया जाता है। इनका उपयोग निरंतर-वेव रडार, इलेक्ट्रॉनिक काउंटरमेशर्स और माइक्रोवेव लिंक में किया जाता है। इनका उपयोग नकारात्मक प्रतिरोध के माध्यम से प्रवर्धन के लिए किया जाता है। इन डायोड का उपयोग पैरामीट्रिक एम्पलीफायरों, माइक्रोवेव ऑसिलेटर्स, माइक्रोवेव जनरेटर में किया जाता है। और दूरसंचार ट्रांसमीटरों, घुसपैठिए अलार्म सिस्टम और रिसीवर में भी उपयोग किया जाता है। मॉड्यूलेटेड आउटपुट ऑसीलेटरसीडब्ल्यू डॉपलर रडार ट्रांसमीटर माइक्रोवेव जेनरेटर एफएम दूरसंचार के ट्रांसमीटर रिसीवर एलओइंट्र्यूजन अलार्म नेटवर्कपैरामीट्रिक एम्पलीफायरइस प्रकार, यह आईएमपीएटीटी डायोड, निर्माण, कार्य, अंतर और इसके अनुप्रयोगों के एक सिंहावलोकन के बारे में है। इन अर्धचालक उपकरणों का उपयोग 3 गीगाहर्ट्ज़ से 100 गीगाहर्ट्ज़ की आवृत्तियों पर उच्च-शक्ति वाले माइक्रोवेव सिग्नल उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। ये डायोड कम पावर अलार्म और रडार सिस्टम पर लागू होते हैं।

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