Princípios do Diodo BARITT
O diodo Barrier Injection Transit Time do diodo BARITT é outro dispositivo usado para gerar sinais de micro-ondas a partir de um único diodo.
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Tutorial de Diodo IMPATT Inclui:
Diodo IMPATT | Como funciona um diodo IMPATT | Estrutura do diodo IMPATT | Diodo TRAPATT | Diodo BARITT
Tutorial de Diodo Inclui:
Tipos de diodos | Especificações e classificações de diodos
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O diodo BARITT ou diodo de tempo de trânsito de injeção de barreira tem muitas semelhanças com o diodo IMPATT mais amplamente utilizado.
Como o diodo IMPATT mais familiar, o BARITT é usado na geração de sinal de micro-ondas, geralmente em aplicações que incluem alarmes contra roubo e similares, onde pode produzir facilmente um sinal de micro-ondas simples com um nível de ruído relativamente baixo.
Noções básicas de BARITT
O BARITT é muito semelhante, em muitos aspectos, ao IMPATT, mas a principal diferença é que o diodo BARITT usa emissão termiônica em vez de multiplicação de avalanche.
Uma das vantagens de usar esta forma de emissão é que o processo é muito menos ruidoso e, como resultado, o BARITT não sofre com os mesmos níveis de ruído que o IMPATT.
Essencialmente, o diodo BARITT consiste em dois diodos consecutivos. Quando um potencial é aplicado ao dispositivo, a maior parte da queda de potencial ocorre no diodo com polarização reversa.
O dispositivo tem áreas geralmente chamadas de emissor, base, área intermediária ou deriva e coletor.
Se a tensão for aumentada até que as bordas da região de depleção se encontrem, ocorre uma condição conhecida como perfuração.
Em termos de operação do dispositivo, a região de depleção ou deriva precisa estar completamente livre de portadores e isso significa que o punch through ocorre na região base-emissor sem que haja quebra em avalanche da junção base coletora.
A operação é normalmente limitada a cerca de 25 GHz para silício e 90 GHz para GaAs.
Pode ser visto no diagrama que as tensões perfuradas, Vpt, são diferentes para as duas direções. Essa diferença resulta da assimetria nas duas junções e pode ser controlada durante as etapas de fabricação do diodo. Eles podem ser feitos para serem diferentes ou quase iguais.
Depois que uma carga é injetada, ela viaja para o substrato com a velocidade de saturação.
Como visto no diagrama, pode-se ver que a corrente de injeção está em fase com a forma de onda da tensão de RF. Isso resulta em uma situação de forma de onda de corrente não ideal que flui na região de resistência positiva e, portanto, as perdas são maiores no BARITT do que no IMPATT.
A largura do pulso de corrente terminal é determinada pelo tempo de trânsito que é L/vsat (onde os eletrodos são espaçados por L e vsat é a velocidade de saturação). Isso constitui cerca de três quartos do ciclo.
Tendo em vista as restrições físicas do diodo BARITT, a capacidade de potência diminui aproximadamente com o quadrado da frequência porque frequências mais altas requerem uma separação menor entre os eletrodos e isso, por sua vez, limita as voltagens que podem ser usadas. Além disso, a eficiência diminui com frequência crescente. Para operação de baixa frequência, pode ser em torno de 5% ou um pouco mais.
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