Diodo Gun

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DE EDUCACION SUPERIOR
UNIVERSIDAD Dr. RAFAEL BELLOSO CHACIN
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE ELECTRÓNICA

















Microondas

DIODOS GUNN





Prof.: Montiel Rafael



INTRODUCCIÓN
La generación de frecuencias para el rango de microondas se puede realizar de varias maneras, siendo las mas comunes el uso delKlystron, Magnetrón, sobre todo en aplicaciones de grandes potencias, para otros fines lo mas común es el uso de dispositivos de estado sólido como los transistores de efecto de campo de AsGa y diodos Gunn, sobretodo por su tamaño pequeño y bajo consumo.
En el presente trabajo, explicare acerca de los principios y el funcionamiento del oscilador Gunn, el mismo que se basa en el diodo Gunn, y porende en el efecto que lleva el mismo nombre. En la primera sección, explicaré un poco de las propiedades de la configuración atómica de algunos materiales dieléctricos como el Galio(Ga) y el Arsénico(As), los mismos que se utilizan para aplicaciones de semiconductores como transistores. Posteriormente pasaremos a revisar conceptos básicos referentes al diodo Gunn, así como a algunas de suscaracterísticas, para desarrollar el tema relacionado al efecto Gunn, que es la base del oscilador Gunn. Finalmente se verá algunas de las configuraciones típicas para la obtención de un oscilador Gunn dentro de cavidades resonantes.

DIODO GUNN
El diodo Gunn está basado en el descubrimiento de que materiales semiconductores como el Arseniuro de Galio al ser excitados con una tensión continua,genera frecuencias en el espectro de las microondas, todo esto con la particularidad de no usar contacto óhmicos.
Como se menciono, un diodo Gunn se obtiene a partir de mezclas de algunos elementos para obtener otros compuestos como el Arseniuro de Galio (GaAs), lo particular de este tipo de aleaciones es que en sus bandas de energías presentan varios valles en la banda de conducción. Cuando latensión es fuerte en el compuesto, se produce la transferencia de electrones hacia la banda de conducción, al mínimo más fuerte de la banda (el valle de mayor energía). Existe una serie de detalles en cada uno de estos valles, como por ejemplo al aumentar la energía también aumenta la movilidad de los electrones, lo que a su ves provoca que la masa efectiva de los electrones sea mayor en losniveles energéticos superiores.
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En el gráfico podemos observar claramente que la banda superior posee 2 valles y que la separación entre los dos valles corresponde a 0.36eV. Cuando la tensión aumenta, los electrones pasan del valle inferior al superior, representando esto en términos de tensión versus corriente tenemos:
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Por ahora solo señalaré que este es el conocido efecto Gunn,y a los dispositivos que lo provocan se le conoce como dispositivos de transferencia de electrones (TED). Es importante mencionar que los TED o mas conocidos como diodos Gunn no se componen de una o varias uniones p-n o n-p, sino que se constituyen de un solo bloque semiconductor.
EL EFECTO GUNN
BANDAS DE ENERGÍA
La estructura de las bandas de energía del diodo Gunn se muestra en lasiguiente figura:
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Como podemos apreciar se incluyen tanto las bandas de valencia (energía de electrón negativa) y de conducción (energía de electrón positiva); nos concentraremos en las bandas de conducción (sobre el eje horizontal). Al observar detenidamente la primera banda sobre el eje horizontal encontramos que la misma presenta 3 valles, que en la escala horizontal se han denotado como:
LΓ X
Los electrones tienden a ocupar siempre el centro de los valles, para mejor explicación se aproxima los 2 valles Γ y L en la siguiente figura:
[pic]
La energía de cada electrón en el valle en que se encuentre, puede aproximarse a través de la siguiente expresión:
[pic]
Donde:
k es la magnitud del vector de onda
m* la masa efectiva del electrón asociada al valle
h es la constante...