Os diodos IMPATT Trabalham em freqüências da

Os diodos IMPATT Trabalham em freqüências da ordem de 300GHz, tem um desempenho
superior aos dispositivos GUNN, porém com tensões elevadas, da ordem de uma centena de
volts. A tensão aplicada de modo reverso faz com que o diodo trabalhe na ruptura, resultando
numa corrente de avalanche. São dispositivos de quatro camadas, sendo uma P e outra N,
fortemente dopadas, uma N intermediária e uma camada intrínseca. A região de depleção é
formada com a região N e a camada intrínseca. Devido a alta tensão reversa, a dissipação de
potência é muito elevada.
IMPact Ionization Transit Time
Dispositivo IMPATT pode ser usado para aplicações do oscilador e amplificador
Elas podem ser fabricadas com Si, GaAs e InP
Pode ser usado até 400GHz.
Diodo IMPATT não é adequado para uso como oscilador local em um receptor
IMPATT representa Impacto Avalanche e tempo de transição;
Opera na repartição reversa (avalanche);
Tensão Aplicada causa a quebra momentânea, uma vez por ciclo;
Isso inicia um pulso de corrente que se deslocam através do dispositivo;
A freqüência depende da espessura do dispositivo.
Estes diodos fazerem excelente geradores de microondas para aplicações como:




Amplificador paramétrico;
Parametric up converter;
Parametric down converter;
Amplificador paramétrico de resistência Negativa
Princípio de funcionamento
Ionização por impacto
Se um elétron livre com energia suficiente atinge um átomo de silício, pode
quebrar a ligação covalente de silício e liberar um elétron da ligação
covalente. Se o elétron ganha energia liberada por estar em um campo
elétrico e liberta outros elétrons de outras ligações covalentes, em seguida,
este processo em cascata pode muito rapidamente em uma reação em
cadeia da produção de um grande número de elétrons e um grande fluxo
atual. Este fenômeno é chamado de avalanche de impacto.
Na repartição, a região n - é perfurado e constitui a região avalanche de
diodo. A região de alta resistividade é a zona de deriva através do qual a
avalanche gerada de elétrons se move em direção ao ânodo.
Considere um VB polarização DC, pouco abaixo do que o necessário para
causar danos, aplicada ao diodo. Deixe uma voltagem de magnitude
suficientemente grande se sobrepor ao viés da CC, de tal forma que
durante o ciclo positivo da tensão alternada, o diodo está se aprofundando
na repartição avalanche. Em t = 0, a tensão é zero, e apenas uma pequena
quebra de pré-corrente flui através do diodo. Como t aumenta, a tensão
passa acima da tensão de ruptura e pares de “electron-hole” são
produzidos por ionização por impacto. Enquanto o campo na região de
avalanche mantem acima do campo de ruptura, a concentração de
“electron-hole” cresce exponencialmente com T. Da mesma forma esta
concentração decai exponencialmente com o tempo quando o campo é
reduzido a menos tensão de ruptura durante o balanço negativo da tensão
alternada. Os buracos gerados na região de avalanche desaparecer na
região p + e são recolhidos pelo cátodo. Os elétrons são injetados no i - a
zona onde deriva em direção à região N +. Em seguida, o campo na região
de avalanche atinge seu valor máximo ea quantidade dos pares “electronhole”começa a se acumular. Neste momento, os coeficientes de ionização
têm seus valores máximos. A concentração de elétrons gerados não segue
o campo Elétrico instantaneamente, porque também depende do número
de pares “electron-hole” já está presente na região de avalanche. Assim, a
concentração de elétrons neste ponto tem um valor pequeno. Mesmo
depois de o campo ter passado o seu valor máximo, a concentração de
“electron-hole“ continua a crescer porque a taxa de geração secundária
continua a ser superior ao seu valor médio. Por esta razão, a concentração
de elétrons na região de avalanche atinge seu valor máximo para, quando o
campo caiu para o seu valor médio. Assim, é evidente que a região
apresenta uma avalanche de deslocamento de fase entre o sinal 90º CA e
a concentração de elétrons nesta região.
Com um novo aumento em t, a tensão CA se torna negativo, e no campo
na região de avalanche cai abaixo de seu valor crítico. Os elétrons na
região de avalanche são injetados na zona de deriva que induz uma
corrente no circuito externo, que tem uma fase oposta à da tensão
alternada. O campo AC, portanto, absorve a energia dos elétrons da
deriva. É claro que uma mudança de fase ideal entre o diodo e a corrente
CA do sinal é alcançado se a espessura da zona de tração é tal que os
elétrons são coletados no n + - ânodo no momento em que a tensão vai
para zero. Esta condição é conseguida fazendo o comprimento da região
de deriva igual ao comprimento de onda do sinal.Esta situação provoca um
deslocamento de fase adicional de 90º entre a tensão de corrente alternada
e corrente no diodo.
Fonte: http://pt.scribd.com/doc/13088150/Impatt-Diode
Fonte: http://pt.scribd.com/doc/13088150/Impatt-Diode