Fundamentos IMPATT

Contenido

1. Definición 2

1.1. Descubrimiento y desarrollo 3

1.2. Fundamentos IMPATT 3

2. Funcionamiento 4

2.1. Efecto Avalancha: 4

3. Fabricación (Materiales Químicos) 5

3.1. La Construcción de Diodo IMPATT 5

3.2. Embalaje 5

3.2.1. Arseniuro de galio: 6

3.2.2. Silicio: 6

3.2.3. Germanio: 6

3.2.4. Fosforó de indio: 7

3.3. Perfiles de campo eléctrico 7

4. Ventajas y Desventajas 8

4.1. Ventajas 8

4.2. Desventajas 8

5. Aplicaciones 9

5.1. Alarmas 9

5.2. Radar 9

5.3. Sistemas de comunicación por satélite 10

5.4. Los sistemas de comunicación móviles 10

5.5. Detectores utilizando tecnología de radiofrecuencia 11

5.6. Operación Práctica 11

Resumen

Diodo IMPATT es una abreviación por su significado en inglés (IMpact Avalanche and Transit Time diode) o Diodo de Impacto de Avalancha y de Transito de Tiempo. Cualquier dispositivo que demuestra resistencia dinámica negativa para la corriente directa también lo hará para corriente alterna. Cuando un voltaje alterno es aplicado, la corriente va a incrementar cuando el voltaje disminuya. Por lo tanto, resistencia negativa puede ser definida como la propiedad del dispositivo la cual causa que la corriente a través de este fuera de fase en con el voltaje a través de este mismo. Diodos IMPATT utilizan una combinación de retardo envuelto en generar una multiplicación de corriente de avalancha, junto con un retardo debido al tránsito de tiempo a través de un espacio de agrupamiento para así proveer la fase de necesaria entre el voltaje aplicado y la corriente resultante 

1. Definición

Un diodo IMPATT es una forma de diodo de alta potencia utilizado en la electrónica de alta frecuencia y dispositivos de microondas. Ellos funcionan a frecuencias entre aproximadamente 3 y 100 GHz o más. Estos diodos se utilizan en una variedad de aplicaciones de los sistemas de radar de baja potencia a las alarmas. Un gran inconveniente de la utilización de diodos IMPATT es el alto nivel de ruido de fase que generan. Esto es consecuencia de la naturaleza estadística del proceso de avalancha. Sin embargo, estos diodos son excelentes generadores de microondas para muchas aplicaciones.

Como cualquier otro diodo, un IMPATT tiene una característica relativamente estándar IV. En la dirección de avance se llevará a cabo después de que se ha alcanzado el punto de conducción directa. En el sentido inverso, se bloqueará actual.

Sin embargo, en un cierto voltaje del diodo se descompone y la corriente fluirá en la dirección inversa.

En términos de su funcionamiento el diodo IMPATT puede considerarse que consta de dos zonas, a saber, la región de avalancha o región de inyección, y en segundo lugar la región de deriva.

Estas dos áreas ofrecen diferentes funciones. La región de avalancha o inyección crea los portadores que pueden ser o bien orificios de electrones, y la región de deriva es donde los portadores se mueven a través del diodo de tomar una cierta cantidad de tiempo depende de su grosor.

1.1. Descubrimiento y desarrollo

La idea original para el diodo fue presentada por Shockley en 1954. Pensó en la idea de crear resistencia negativa mediante un mecanismo de retardo de tiempo de tránsito. El método de la inyección de los portadores era una unión P-N de polarización directa. Publicó esto en la Campana Sistemas Technical Journal en 1954 en un artículo titulado: "resistencia negativa derivada de tiempo de tránsito en diodos semiconductores.

Sin embargo, no fue hasta 1958 que WT Lee de los laboratorios Bell propuso la p + n + ni estructura de diodos que más tarde se llamó la lectura de diodos. Este diodo utiliza la multiplicación de avalancha como el mecanismo de inyección. De nuevo, esto fue publicado en la Campana Sistemas Technical Journal en 1958 bajo el título: Una alta frecuencia propuesta, diodo de resistencia negativa.

Aunque el mecanismo de inyección y el diodo se habían postulado, no fue hasta 1965 que se hicieron los primeros diodos operativos prácticos que activar las oscilaciones debe ser respetado.

1.2. Fundamentos IMPATT

En muchos aspectos, el diodo IMPATT es un diodo inusual en que es capaz de proporcionar señales de alta potencia de RF a frecuencias de microondas utilizando una estructura que no está tan lejos diferente de la unión P-N básica. Sin embargo se ha desarrollado para permitir su diferente modo de operación para ser utilizado adecuadamente.

Teoría y funcionamiento: El diodo IMPATT se basa en un efecto de resistencia negativa causada por el tiempo de tránsito de los transportistas. Esta resistencia negativa permite el diodo para actuar como un oscilador, la creación de señales en frecuencias de microondas.

Fabricación y estructura: Hay un número de estructuras y métodos de fabricación utilizados para diodos IMPATT. Cada uno tiene sus propias ventajas y desventajas.

2. Funcionamiento

2.1. Efecto Avalancha:

Fenómeno que ocurre con tensiones inversas elevadas en una unión, los electrones libres se aceleran a velocidades tan altas que son capaces de desalojar a los electrones de valencia. Cuando se produce esta situación, los electrones de valencia se convierten en electrones libres que desalojan a otros electrones de valencia.

Los diodos admiten unos valores máximos en las tensiones que se les aplican, existe un límite para la tensión máxima en inversa con que se puede polarizar un diodo sin correr el riesgo de destruirlo.

Ejemplos

A la tensión en la que la corriente inversa del diodo aumenta de repente, se le llama "Tensión de Ruptura". A partir de este valor de la corriente inversa del diodo como es muy grande, el diodo se estropea y así en el diodo ha ocurrido el "Efecto Avalancha" o "Ruptura por Avalancha".

Ocurre lo mismo dentro del diodo, justo en el límite antes de llegar a Ruptura, la pila va acelerando a los electrones. Y estos electrones pueden chocar con la red cristalina, con los enlaces covalentes. Choca el electrón y rebota, pero la tensión de ruptura y la velocidad son muy grandes y por ello que al chocar cede energía al electrón ligado y lo convierte en libre. El electrón incidente sale con menos velocidad que antes del choque. O sea, de un electrón libre obtenemos dos electrones libres. Estos 2 electrones se aceleran otra vez, pueden chocar contra otro electrón de un enlace covalente, ceden su energía y se repite el proceso y se crea un

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