דיודת גאן
דיודת גאן היא רכיב חשמלי, סוג מיוחד של דיודה בעלת עכבה חשמלית ממשית שלילית במעגלים חשמליים בהם זורם זרם חילופין בתדירות גבוהה. כמו כן יש לה חשיבות בתורות מצב מוצק ומוליכים למחצה בגלל המבנה המיוחד שלה.
מבנה דיודת הגאן
[עריכת קוד מקור | עריכה]בדיודת גאן קיימים שלשה אזורים שוני אילוח – השניים הקיצוניים מאולחים באילוח חנקני בריכוז גבוה בקצוות ואילוח בריכוז מתון בחלק האמצעי. כפועל יוצא החלק האמצעי הוא בעל ההתנגדות הגבוהה ביותר. בהפעלת מתח חשמלי על הדיודה, מפל המתחים על החלק האמצעי יהיה הרב ביותר. בהגבהת המתח הנופל על הדיודה, התנגדות חלק זה תגבר, והוא ימנע גידול של הזרם. באופן זה נוצרת עכבה ממשית שלילית.
בכך נבדלת דיודת גאן מדיודות רגילות בהן נהוג לחבר בין מוליך למחצה עם אילוח חנקני למוליך למחצה עם אילוח זרחני. העכבה של דיודה רגילה היא רק ממשית חיובית, ואילו של דיודת גאן היא גם עכבה ממשית שלילית לעיתים.
הסתכלות מיקרוסקופית
[עריכת קוד מקור | עריכה]לחומר גליום ארסניד (GaAs) יש פס שלישי מעל לשני הפסים המקובלים בדרך כלל בתורת המצב המוצק (פס ערכיות ופס הולכה). הפער בין הפס השני לשלישי אינו ישיר. בהתאם למבנה השפל באנרגיה בכל פס הולכה נקבעת לאלקטרון (או לחור) מסה אפקטיבית, המבטאת את התנגדותו של האלקטרון (או החור) להאצה על ידי כוח חיצוני (בדרך כלל כוח חשמלי). חקר מבנה הפסים של גליום ארסניד מראה שבתנאים מסוימים המסה האפקטיבית בפס השלישי נמוכה מזו בפס השני ולכן האלקטרון שם מואץ יותר. בהאצה גבוהה יותר האלקטרון זורם מהר יותר, כלומר התנגדות נמוכה יותר.
יישומים
[עריכת קוד מקור | עריכה]דיודת גאן משמשת במחוללים נמוכי מתח וגבוהי תדירות. בשנות השבעים של המאה העשרים הם היו בשימוש על ידי חובבי רדיו בבריטניה. מנתחי מדידות עכבה חשמלית משתמשים בה למידול תוצאות בהן מתקבלת עכבה ממשית שלילית. גם ברכיבים שעובדים בתדירויות של גלי מיקרו יש שימוש בדיודה זאת, בשל יכולתה להשפיע על הזרם בתדירויות גבוהות.
ראו גם
[עריכת קוד מקור | עריכה]
לקריאה נוספת
[עריכת קוד מקור | עריכה]- אדיב בר-לב, גדי גולן, התקני מוליכים למחצה ומיקרואלקטרוניקה, האוניברסיטה הפתוחה, 2000.
