گن ڈائیوڈ کیا ہے: تعمیر اور اس کا کام

GaAs سیمی کنڈکٹر مواد میں ، الیکٹران دو ریاستوں میں موجود ہوتے ہیں جیسے زیادہ بڑے پیمانے پر کم رفتار اور کم بڑے پیمانے پر زیادہ رفتار۔ مناسب برقی فیلڈ کی مانگ سے ، الیکٹران کم ماس ریاست سے ہائی ماس ریاست کی طرف جانے پر مجبور ہوتے ہیں۔ اس مخصوص حالت میں، الیکٹران ایک گروپ بنا سکتے ہیں اور ایک مستقل شرح پر حرکت کر سکتے ہیں جس کی وجہ سے دالوں کی ایک سیریز میں کرنٹ چل سکتا ہے۔ لہذا یہ گن اثر کے طور پر جانا جاتا ہے جو گن ڈایڈس استعمال کرتا ہے۔ یہ ڈایڈس ٹی ای ڈی فیملی (ٹرانسفرڈ الیکٹران ڈیوائسز) کے بہترین اور اکثر دستیاب آلات ہیں۔ اس قسم کے ڈایڈس استعمال ہوتے ہیں جیسے ڈی سی سے مائکروویو کنورٹرز بلک GaAs (Gallium Arsenide) کی منفی مزاحمتی خصوصیات کے ساتھ اور انہیں ایک عام ، مستحکم وولٹیج پاور سپلائی کی ضرورت ہوتی ہے ، کم رکاوٹ تاکہ پیچیدہ سرکٹری کو ختم کیا جا سکے۔ یہ مضمون گن ڈایڈڈ کا جائزہ لیتا ہے۔ گن ڈایڈڈ کیا ہے؟ گن ڈایڈڈ این ٹائپ سیمیکمڈکٹر کے ساتھ بنایا گیا ہے کیونکہ اس میں الیکٹران جیسے زیادہ تر چارج کیریئر ہوتے ہیں۔ یہ ڈیوڈ منفی مزاحمتی پراپرٹی کو اعلی تعدد پر کرنٹ پیدا کرنے کے لیے استعمال کرتا ہے۔ یہ ڈایڈڈ بنیادی طور پر 1 گیگا ہرٹز کے ارد گرد مائکروویو سگنل اور 100 گیگا ہرٹز کے ار فریکوئنسی کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ گن ڈایڈس کو ٹی ای ڈی (ٹرانسفرڈ الیکٹران ڈیوائسز) بھی کہا جاتا ہے۔ اگرچہ یہ ایک ڈایڈڈ ہے، آلات میں PN-جنکشن نہیں ہوتا ہے لیکن اس میں ایک اثر شامل ہوتا ہے جسے Gunn Effect کہتے ہیں۔ Gunn Diode اس اثر کا نام JB Gunn کے موجد کی بنیاد پر رکھا گیا تھا۔ یہ ڈائیوڈ استعمال کرنے میں بہت آسان ہیں، یہ مائکروویو RF سگنلز پیدا کرنے کے لیے ایک کم لاگت تکنیک بناتے ہیں، جو کہ ایک آسان گونجنے والی گہا بنانے کے لیے اکثر ویو گائیڈ میں رکھے جاتے ہیں۔ گن ڈایڈڈ کی علامت ذیل میں دکھائی گئی ہے۔سمبل گن ڈائیوڈ کنسٹرکشنگن ڈائیوڈ کی فیبریکیشن این قسم کے سیمی کنڈکٹر سے کی جا سکتی ہے۔ وہ مواد جو کثرت سے استعمال ہوتے ہیں وہ ہیں GaAs (گیلیم آرسنائیڈ) اور InP (انڈیم فاسفائیڈ) اور دیگر مواد استعمال کیے گئے ہیں جیسے Ge, ZnSe, InAs, CdTe, InSb۔ این قسم کے مواد کو استعمال کرنا ضروری ہے کیونکہ اس کا اثر منتقل شدہ الیکٹران صرف الیکٹران کے لیے موزوں ہے نہ کہ پی قسم کے مواد میں پائے جانے والے سوراخ۔ اس ڈیوائس میں 3 اہم علاقے ہیں جنہیں اوپر، نیچے اور درمیانی علاقے کہا جاتا ہے۔تعمیر اس ڈایڈڈ کو تیار کرنے کا عمومی طریقہ یہ ہے کہ ایک انحطاط پذیر n+ سبسٹریٹ پر افزائشی تہہ بڑھائی جائے۔ فعال پرت کی موٹائی چند مائکرون سے 100 مائکرون تک ہوتی ہے اور اس پرت کی ڈوپنگ لیول 1014cm-3 سے 1016cm-3 تک ہوتی ہے۔ لیکن یہ ڈوپنگ لیول نمایاں طور پر کم ہے جو ڈیوائس کے اوپر اور نیچے والے علاقوں کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ مطلوبہ تعدد کی بنیاد پر، موٹائی بدل جائے گی۔ این+ پرت کو جمع کرنا epitaxially کیا جاسکتا ہے بصورت دیگر آئن امپلانٹیشن کے ذریعے ڈوپ کیا جاتا ہے۔ اس ڈیوائس کے دونوں حصے جیسے اوپر اور نیچے کو n+ مواد فراہم کرنے کے لیے گہرائی سے ڈوپ کیا گیا ہے۔ یہ ضروری اعلی چالکتا کے علاقے فراہم کرتا ہے جو آلہ کی طرف کنکشن کے لیے درکار ہوتے ہیں۔ عام طور پر ، یہ آلات سپورٹ کرنے پر رکھے جاتے ہیں جس سے تار کا کنکشن بنایا جاتا ہے۔ یہ سپورٹ ہیٹ سنک کی طرح بھی کام کر سکتی ہے جو گرمی کو دور کرنے کے لیے خطرناک ہے۔ ڈائیوڈ کا دوسرا ٹرمینل کنکشن سونے کے کنکشن کے ذریعے بنایا جا سکتا ہے جو کہ چوٹی کی سطح پر جمع ہوتا ہے۔ یہاں سونے کا کنکشن اس کی اعلی چالکتا اور نسبتا stability استحکام کی وجہ سے ضروری ہے۔ مینوفیکچرنگ کے دوران، میٹریل ڈیوائس کو عیب سے پاک ہونا چاہیے اور اس میں ڈوپنگ کی ایک انتہائی مستقل رینج بھی شامل ہونی چاہیے۔ گن ڈائیوڈ ورکنگ گن ڈائیوڈ کے کام کرنے کا اصول بنیادی طور پر گن کے اثر پر منحصر ہوتا ہے۔ کچھ مواد جیسے InP اور GaAs میں، ایک بار جب مواد کے اندر برقی میدان کے ذریعے ایک حد کی سطح حاصل ہو جاتی ہے، تو الیکٹران کی نقل و حرکت بیک وقت کم ہو جاتی ہے۔ جب الیکٹرک فیلڈ بڑھے گا تو منفی مزاحمت پیدا ہو جائے گی۔ ایک بار جب GaAs مواد کے لیے برقی فیلڈ کی شدت منفی الیکٹروڈ پر اس کی اہمیت تک پہنچ جائے گی تو کم الیکٹران موبلٹی ریجن بن سکتا ہے۔ یہ خطہ اوسط الیکٹران کی رفتار سے +Ve الیکٹروڈ کی طرف بڑھتا ہے۔ گن ڈائیوڈ اپنی CV خصوصیات پر ایک منفی مزاحمتی خطہ شامل کرتا ہے۔ ایک بار جب منفی GaAs الیکٹروڈ کے ذریعے اہم قدر حاصل ہو جاتی ہے، تو کم الیکٹرانوں کی نقل و حرکت کے ذریعے ایک خطہ ہوگا۔ اس کے بعد ، یہ مثبت الیکٹروڈ میں منتقل ہو جائے گا۔ ایک بار جب یہ منفی الیکٹروڈ پر مثبت الیکٹروڈ کے ذریعے ایک مضبوط الیکٹرک فیلڈ ڈومین سے ملتا ہے ، تو کم الیکٹران کی نقل و حرکت کے ساتھ ساتھ ہائی الیکٹرک فیلڈ کے لیے ایک چکری قسم کا خطہ دوبارہ تخلیق کرنا شروع کردے گا۔ اس واقعے کی چکراتی نوعیت 100 گیگا ہرٹز فریکوئنسی کے ساتھ دوڑ پیدا کرتی ہے۔ ایک بار جب یہ قدر بڑھ جاتی ہے، تو دوغلے تیزی سے غائب ہونا شروع ہو جائیں گے۔ خصوصیات لہٰذا یہ خطہ ڈایڈڈ کو سگنلز کو بڑھانے کی اجازت دیتا ہے، اس لیے اسے اوسیلیٹرز اور ایمپلیفائر میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ لیکن ، گن ڈایڈڈ آسکیلیٹر اکثر استعمال ہوتے ہیں۔گن ڈائیوڈ کی خصوصیات یہاں، گن ڈائیوڈ میں منفی مزاحمتی علاقہ کچھ نہیں ہے مگر ایک بار کرنٹ کا بہاؤ بڑھنے کے بعد وولٹیج گر ​​جاتا ہے۔ یہ مرحلہ ریورس ڈائیڈ کو آسکیلیٹر اور یمپلیفائر کی طرح کام کرنے دیتا ہے۔ اس ڈایڈڈ میں کرنٹ کا بہاؤ ڈی سی وولٹیج کے ذریعے بڑھتا ہے۔ ایک مخصوص اختتام پر ، کرنٹ کا بہاؤ کم ہونا شروع ہو جائے گا ، لہذا اسے چوٹی نقطہ یا دہلیز نقطہ کہا جاتا ہے۔ ایک بار جب دہلیز نقطہ عبور کر لیا جاتا ہے تو پھر ڈائیڈ کے اندر منفی مزاحمت کا علاقہ پیدا کرنے کے لیے کرنٹ کا بہاؤ کم ہونا شروع ہو جاتا ہے۔ گن ڈائیڈ کے آپریشن کے طریقے گن ڈیوڈ کا آپریشن چار طریقوں سے کیا جا سکتا ہے جس میں درج ذیل شامل ہیں۔ موڈ ایل ایس اے آسکیلیشن موڈبیاس سرکٹ آسکیلیشن موڈ گن آسکیلیشن موڈ گن اوسیلیشن موڈ کی وضاحت اس علاقے میں کی جاسکتی ہے جہاں تعدد کا مجموعہ 107 سینٹی میٹر/سیکنڈ کی لمبائی سے ضرب کیا جاسکتا ہے۔ ڈوپنگ کی رقم 1012/cm2 سے زیادہ لمبائی کے ذریعے ضرب کی جا سکتی ہے۔ اس خطے میں ، سائکلک کی تشکیل کی وجہ سے ڈائیڈ مستحکم نہیں ہے یا تو ہائی فیلڈ ڈومین اور جمع پرت۔ اسٹیبل امپلیفیکیشن موڈ اس قسم کے موڈ کی وضاحت اس علاقے میں کی جاسکتی ہے جہاں تعدد اوقات کی لمبائی 107 سینٹی میٹر/سیکنڈ اور ڈوپنگ پروڈکٹ کی لمبائی 1011 اور 1012/cm2 سے ہوتی ہے۔ 107 × 2 اور 104 × 2 سے۔ بائیس سرکٹ آسیلیشن موڈ اس قسم کا موڈ صرف اس وقت ہوتا ہے جب یا تو ایل ایس اے ہو یا گن آکسیلیشن ہو۔ عام طور پر ، یہ وہ علاقہ ہے جہاں اعداد کے اندر ظاہر ہونے کے لیے تعدد کی وقت کی لمبائی کی مصنوعات بہت چھوٹی ہوتی ہے۔ ایک بار جب بلک ڈایڈڈ کا تعصب دہلیز پر کر دیا جاتا ہے تو پھر گن کا دوڑ شروع ہونے پر اوسط کرنٹ اچانک گر جاتا ہے۔ گن ڈائیڈ ڈایاگرام کا اطلاق منفی مزاحمتی خطہ کو ظاہر کرتا ہے۔ آوارہ کیپیسیٹینس اور لیڈ انڈکٹنس کے ذریعے منفی مزاحمت کے نتیجے میں دوغلا پن پیدا ہو سکتا ہے۔گن ڈایڈڈ آسکیلیٹر سرکٹ زیادہ تر معاملات میں ، نرمی کی طرح کی دوڑ میں بہت بڑا طول و عرض شامل ہوگا جو ڈایڈڈ کو نقصان پہنچائے گا۔ لہذا اس ناکامی سے بچنے کے لیے ڈائیڈ کے پار ایک بڑا کیپسیٹر استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ خصوصیت بنیادی طور پر اوپری فریکوئنسیوں پر آسکیلیٹرز ڈیزائن کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے جو GHz سے THz بینڈ تک ہوتی ہے۔ یہاں ، گونج کو شامل کرکے تعدد کو کنٹرول کیا جاسکتا ہے۔ مندرجہ بالا سرکٹ میں ، لیمپڈ سرکٹ کے برابر ایک ویو گائیڈ یا سماکشیی ٹرانسمیشن لائن ہے۔ یہاں ، گاآس گن ڈایڈس آپریشن کے لیے قابل رسائی ہیں جو 10 گیگا ہرٹز سے 200 گیگا ہرٹز سے لے کر 5 میگاواٹ - 65 میگاواٹ پاور پر ہیں۔ ان ڈایڈس کو امپلیفائرز کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ فوائد گن ڈائیڈ کے فوائد میں مندرجہ ذیل شامل ہیں۔ یہ ڈایڈ چھوٹے سائز اور پورٹیبل میں دستیاب ہے اس ڈایڈڈ کی قیمت کم ہے زیادہ تعدد پر ، یہ ڈایڈڈ مستحکم اور قابل اعتماد ہے اس میں بہتر آواز ہے سگنل تناسب (NSR) کیونکہ یہ شور کی ناراضگی سے محفوظ ہے۔ 10GHz کی کارکردگی کم ہے۔ اس آلے کے وولٹیج کو آن کریں مخصوص ایپلی کیشنز کے لیے ایف ایم شور زیادہ ہے ٹوننگ کی حد زیادہ ہے ایپلی کیشنز گن ڈایڈڈ کی ایپلی کیشنز میں مندرجہ ذیل شامل ہیں۔ یہ فوجی، تجارتی ریڈار ذرائع اور ریڈیو کمیونیکیشن میں استعمال ہوتے ہیں۔ یہ ڈائیوڈ پلسڈ گن ڈائیوڈ جین میں استعمال ہوتا ہے۔ مائیکرو الیکٹرانکس میں، یہ ڈائیوڈز لیزر بیم کی ماڈیولیشن کے لیے فوری کنٹرول کرنے والے آلات کے طور پر استعمال کیے جاتے ہیں۔ پولیس ریڈارز میں استعمال کیے جاتے ہیں۔ یہ ڈایڈس ٹیکومیٹر میں لاگو ہوتے ہیں، یہ پیرامیٹرک ایمپلیفائرز کے اندر پمپ کے ذرائع کے طور پر استعمال ہوتے ہیں، سینسرز میں مختلف نظاموں کا پتہ لگانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے جیسے دروازہ کھولنا، ٹریس کا پتہ لگانا۔ اور پیدل چلنے والوں کی حفاظت وغیرہ یہ نان اسٹاپ ویو ڈوپلر ریڈار میں استعمال ہوتا ہے۔ یہ مائکروویو ریلے ڈیٹا لنک کے ٹرانسمیٹر میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے یہ مائیکرو ویو فریکوئنسی پیدا کرنے کے لیے الیکٹرانکس آسکیلیٹرز میں استعمال ہوتا ہے ، اس طرح یہ سب گن ڈیوڈ اور اس کے کام کا جائزہ لینے کے بارے میں ہے۔ اس قسم کے ڈایڈس کو TED (منتقل شدہ الیکٹرانک ڈیوائس) بھی کہا جاتا ہے۔ عام طور پر ، یہ ہائی فریکوئینسی دوڑ کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ یہاں آپ کے لیے ایک سوال ہے، Gunn Effect کیا ہے؟

ایک پیغام چھوڑ دیں 

پیغام کی فہرست