Diferencia entre el diodo Impatt y el diodo Trapatt y el diodo Baritt

Desde la expansión de la teoría de los dispositivos semiconductores actuales, los científicos se han preguntado si es posible fabricar un dispositivo de resistencia negativa de dos terminales. En 1958, WT read reveló el concepto de diodo de avalancha. Hay diferentes tipos de diodos disponibles en el mercado que se utilizan en microondas y RF y se clasifican en varios tipos, a saber, Varactor, pin, recuperación de paso, mezclador, detector, túnel y dispositivos de tiempo de tránsito de avalancha como el diodo Impatt, el diodo Trapatt y los diodos Baritt. A partir de esto, se ha expuesto que el diodo puede generar una resistencia negativa en las frecuencias de microondas. Esto se consigue utilizando la ionización y la deriva de la fuerza del portador en la región de alta potencia de campo del semiconductor con polarización inversa. A partir de este concepto, este artículo ofrece una visión general de la diferencia entre el diodo Impatt y Trapatt y el diodo Baritt.


Diferencia entre el diodo Impatt y Trapatt y el diodo Baritt

A continuación se explica la diferencia entre el diodo Impatt y Trapatt y el diodo Baritt.

Diodo IMPATT

Un diodo IMPATT es un tipo de componente eléctrico semiconductor de alta potencia, que se utiliza en dispositivos electrónicos de microondas de alta frecuencia. Estos diodos tienen resistencia negativa y se utilizan como osciladores para producir amplificadores y microondas. Los diodos IMPATT pueden funcionar a frecuencias entre unos 3 GHz y 100 GHz o más. La principal ventaja de este diodo es su capacidad de alta potencia. Las aplicaciones de Impacto Ionización Diodos de tiempo de tránsito de avalancha incluyen principalmente sistemas de radar de baja potencia, alarmas de proximidad, etc. Una de las principales desventajas del uso de este diodo es el alto nivel de ruido de fase que generan. Esto se debe a la naturaleza estadística del proceso de avalancha.

Diodo Impatt

La estructura del diodo IMPATT es similar a la de un diodo PIN normal o a la de un diodo Schottky, pero el funcionamiento y la teoría son muy diferentes: el diodo utiliza la ruptura de avalancha junto con los tiempos de tránsito de los portadores de carga para ofrecer una región de resistencia negativa y funcionar como un oscilador. Como la naturaleza de la ruptura de avalancha es muy ruidosa, las señales formadas por un diodo IMPATT tienen altos niveles de ruido de fase.

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Diodo TRAPATT

El término TRAPATT significa «modo de tránsito activado por avalancha de plasma atrapado». Se trata de un generador de microondas de alta eficacia, capaz de funcionar desde numerosos cientos de MHz hasta varios GHz. El diodo TRAPATT pertenece a la misma familia básica del diodo IMPATT. Sin embargo, el diodo TRAPATT tiene una serie de ventajas y también una serie de aplicaciones. Básicamente, este diodo se utiliza normalmente como oscilador de microondas, sin embargo, tiene la ventaja de un mejor nivel de eficiencia, normalmente la eficiencia de alteración de la señal de CC a RF puede estar en la zona del 20 al 60%.

Diodo Trapatt
Diodo Trapatt

Normalmente, la construcción del diodo consiste en un p+ n n+ que se utiliza para niveles de potencia elevados una construcción n+ p p+ es mejor. Para la función el Tránsito por avalancha de plasma atrapado O TRAPATT se energiza mediante un pulso de corriente que hace que el campo eléctrico aumente hasta un valor importante en el que se produce la multiplicación de la avalancha. En este punto, el campo falla en las proximidades debido al plasma producido.

La partición y el flujo de los huecos y electrones son impulsados por un campo muy menor. Casi muestra que han quedado «atrapados» detrás con una velocidad inferior a la de saturación. Después de que el plasma aumente en toda la región activa, los electrones y los huecos empiezan a derivar hacia los terminales inversos y entonces el campo eléctrico empieza a aumentar de nuevo.

Estructura del diodo Trapatt
Estructura del diodo Trapatt

El principio de funcionamiento del diodo TRAPATT es que el frente de avalancha avanza más rápido que la velocidad de saturación de los portadores. En general, supera el valor de saturación en un factor de alrededor de tres. El modo del diodo no depende del retardo de la fase de inyección.

Aunque el diodo ofrece un nivel de eficiencia más elevado que el diodo IMPATT. La principal desventaja de este diodo es que el nivel de ruido en la señal es aún mayor que el de IMPATT. Hay que acabar con la estabilidad en función de la aplicación requerida.

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Diodo BARITT

El acrónimo del diodo BARITT es «Barrier Injection Transit Time diode» (diodo de inyección de barrera en tiempo de tránsito), y tiene numerosas comparaciones con el diodo IMPATT, de uso más generalizado. Este diodo se utiliza en la generación de señales de microondas como el diodo IMPATT más común y también este diodo se utiliza con frecuencia en las alarmas antirrobo y donde simplemente puede crear una señal de microondas simple con un nivel de ruido comparativamente bajo.

Este diodo es muy similar con respecto al diodo IMPATT, pero la principal diferencia entre estos dos diodos es que el diodo BARITT utiliza la emisión termoiónica en lugar de la multiplicación de avalancha.

Diodo Baritt
Diodo Baritt

Una de las principales ventajas de utilizar este tipo de emisión es que el procedimiento es menos ruidoso. Por ello, el diodo BARITT no experimenta los mismos niveles de ruido que un IMPATT. Básicamente, el diodo BARITT se compone de dos diodos, que se colocan espalda con espalda. Cuando se aplica un potencial a través del dispositivo, la mayor parte de la caída de potencial se produce a través del diodo con polarización inversa. Si la tensión se amplía hasta que los extremos de la zona de agotamiento se encuentran, se produce un estado conocido como punch through.

La diferencia entre el diodo Impatt y Trapatt y el diodo Baritt se presenta en forma de tabla

PropiedadesDiodo IMPATTDiodo TRAPATTDiodo BARITT
Nombre completoTiempo de tránsito de la avalancha de ionización de impactoTránsito provocado por la avalancha de plasma atrapadoTiempo de tránsito de la inyección de barrera
Desarrollado porRL Johnston en el año 1965HJ Prager en el año 1967 D J Coleman en el año 1971
Rango de frecuencia de funcionamientode 4GHz a 200GHz1 a 3GHz de 4GHz a 8GHz
Principio de funcionamientoMultiplicación por avalanchaAvalancha de plasmaEmisión termoiónica
Potencia de salida1Watt CW y > 400Watt pulsado250 vatios a 3 GHz, 550 vatios a 1 GHzSólo unos pocos milivatios
Eficiencia3% CW y 60% pulsado por debajo de 1GHz, más eficiente y más potente que el tipo de diodo Gunn
Figura de ruido del diodo Impatt: 30dB (peor que un diodo Gunn)
35% a 3GHz y 60% pulsado a 1GHz5% (baja frecuencia) , 20%(alta frecuencia)
Figura de ruido 30dB (peor que el diodo Gunn) NF muy alto del orden de unos 60dBNF baja del orden de 15dB
Ventajas– Este diodo de microondas tiene una gran capacidad de potencia en comparación con otros diodos.

– La salida es fiable en comparación con otros diodos

– Mayor eficiencia que el Impatt

– Muy baja disipación de energía

– Menos ruidoso que los diodos impatt

– NF de 15dB en la banda C utilizando el amplificador Baritt

Desventajas– Alto nivel de ruido

– Alta corriente de funcionamiento

– Elevado ruido espurio AM/FM

– No es adecuado para el funcionamiento en CW debido a las altas densidades de potencia

– Alta NF de unos 60dB

– La frecuencia superior está limitada a una banda inferior a la milimétrica

– Ancho de banda estrecho

– Pocos mWatts de potencia de salida limitados

Aplicaciones– Osciladores Impatt controlados por tensión

– Sistema de radar de baja potencia

– Amplificadores bloqueados por inyección

– Osciladores de diodo impatt estabilizados en cavidad

– Utilizados en balizas de microondas

– Sistemas de aterrizaje por instrumentos – LO en el radar

– Mezclador

– Oscilador

– Amplificador de pequeña señal

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Así pues, esto es todo sobre la diferencia entre el diodo Impatt y Trapatt y el diodo Baritt, que incluye los principios de funcionamiento, el rango de frecuencias, la potencia o/p, la eficiencia, la figura de ruido, las ventajas, las desventajas y sus aplicaciones. Además, si tienes alguna duda sobre este concepto o para poner en práctica los proyectos eléctricos, puedes aportar tus valiosas sugerencias comentando en la sección de comentarios de abajo. Aquí tienes una pregunta, ¿cuáles son las funciones del diodo Impatt, del diodo Trapatt y del diodo Baritt?

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