這是一種重要的微波、毫米波有源器件。它是利用了雪崩倍增和漂移渡越這兩種過程所造成的延遲作用來產生振盪的。
基本介紹
- 中文名：碰撞電離雪崩渡越時間二極體
- 外文名：Impact Ionization Avalanche Transit Time Diode
- 屬性：一種重要的微波、毫米波有源器件
- 工作狀態：在雪崩倍增狀態
簡介,基本結構,
簡介
IMPATT diode （Impact Ionization Avalanche Transit Time Diode）
這是一種重要的微波、毫米波有源器件。它是利用了雪崩倍增和漂移渡越這兩種過程所造成的延遲作用來產生振盪的。
基本結構
其基本結構是Read二極體的結構（見圖示），即內部具 有p-n-i-n型式。工作時外加有較大的直流反向電壓（要大於器件的雪崩擊穿電壓），並要使得n區和i區全部耗盡（其中存在有強的電場）；雪崩區在p-n勢壘處（寬度很窄），n區和i區幾乎都是載流子的漂移區。當雪崩區倍增出載流子時，二極體上的電壓即下降；然後電子渡越漂移區，當到達陽時即輸出一個電流脈衝，與此同時二極體上的電壓又增大；接著又發生雪崩區倍增，然後漂移，……這樣即不斷地輸出電流脈衝，從而產生微波振盪。因為產生載流子的雪崩倍增作用可以造成電流與電壓波形之間近似有π/2的相位差，而且漂移渡越過程也可以造成電流與電壓波形之間產生一定的相位差（最恰當的是π/2），因此輸出電流與輸出電壓之間在一定的條件下有可能反相（呈現交流負電阻)，即器件就可以產生振盪而輸出交流信號；在理想情況（輸出電流與電壓之間的相位差=π）下，輸出信號的振盪頻率為f = vs / 2 W = 1/ 2 td ，即f與漂移區長度W和電子渡越漂移區的時間td 有關（vs是電子的飽和漂移速度）。由於IMPATT二極體是工作在擊穿電壓以上，而且雪崩倍增電流很大，所以其輸出功率較大；並且減薄漂移區長度，可提高工作頻率，例如W=5mm時，f =10GHz，可在mm波段工作。但是該器件是工作在雪崩倍增狀態，則噪聲大，不宜用作本機振盪信號源。
