हेटरोस्ट्रक्चर बैरियर वैराक्टर
हेट्रोस्ट्रक्चर बैरियर वैराक्टर (एचबीवी) अर्धचालक उपकरण है जो वैक्टर डायोड के समान वोल्टेज बायस के साथ वैरिएबल कैपेसिटेंस दिखाता है। डायोड के विपरीत, इसमें एंटी-सिमेट्रिक वर्तमान-वोल्टेज संबंध और सममित कैपेसिटेंस वोल्टेज संबंध, जैसा कि ग्राफ़ में दाईं ओर दिखाया गया है। इस उपकरण का आविष्कार एरिक कोलबर्ग ने 1989 में एंडर्स रिडबर्ग के साथ मिलकर किया था[1] चाल्मर्स प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय में।
चित्र का इनसेट एचबीवी के सर्किट योजनाबद्ध प्रतीक को दर्शाता है। प्रतीक से, कोई यह निष्कर्ष निकाल सकता है कि एचबीवी में दो, बैक टू बैक, एंटी-सीरियलली कनेक्टेड रेक्टिफाइंग डायोड (उदाहरण के लिए शोट्की डायोड) सम्मिलित हैं। डायोड प्रतीक के बीच में अंतराल डिवाइस के अंतर्निहित क्षमता का प्रतिनिधित्व करता है। एचबीवी की विद्युत विशेषताओं को अर्धचालक सामग्री (ए) की दो परतों को अन्य अर्धचालक सामग्री (बी) की परत से अलग करके महसूस किया जाता है। सामग्री का बैंड-गैप (बी) सामग्री (ए) से बड़ा होना चाहिए। इसके परिणामस्वरूप परतों (ए)-(बी)-(ए) के माध्यम से यात्रा करने का प्रयास करने वाले वाहकों के लिए बाधा उत्पन्न होती है। (ए) परतें सामान्यतः एन-डॉप्ड होती हैं जिसका अर्थ है कि इलेक्ट्रॉन इस उपकरण केअधिकांश वाहक हैं। अलग-अलग बायस वोल्टेज पर वाहकों का पुनर्वितरण होता है और बैरियर (बी) के प्रत्येक तरफ वाहकों के बीच की दूरी अलग-अलग होती है। परिणाम के रूप में एचबीवी में वोल्टेज पर निर्भर प्लेट दूरी डी के समानांतर प्लेट कैपेसिटर के समान विद्युत गुण होते हैं।
एचबीवी डायोड का मुख्य अनुप्रयोग निम्न आवृत्ति इनपुट से अत्यधिक उच्च आवृत्ति संकेत उत्पन्न करना है। इस प्रकार की फ़्रीक्वेंसी गुणक को 100 GHz पर ट्रिपलर (3× गुणन) [2] 282 GHz के माध्यम से[3] और 450 GHz तक,[4] और 175 GHz पर क्विंटुप्लर (5× गुणन) के रूप में प्रदर्शित किया जाता है।[5] धारिता सी (वी) की अत्यधिक गैर-रेखीय वोल्टेज निर्भरता द्वारा संभव बनाया गया है। एचबीवी को कम आवृत्ति f का संकेत देकर1, उच्च हार्मोनिक्स च3= क्षमा1(ट्रिपल), एफ5= पर्ची1(क्विंटुप्लर), ... उत्पन्न होगा। केवल विषम हार्मोनिक्स उत्पन्न होते हैं, क्योंकि गैर-रैखिकता की सममित प्रकृति के कारण भी हार्मोनिक्स रद्द कर दिए जाते हैं। इसके अलावा, डिवाइस की इस अंतर्निहित समरूपता का उपयोग करते हुए, यह डीसी-बायसिंग के बिना काम कर सकता है। शोट्की डायोड की तुलना में यह फायदा है जिसे पक्षपाती होना पड़ता है।
इन फ़्रीक्वेंसी (100 GHz – 3 टीएचजेड) रेडियो खगोल विज्ञान , सुरक्षा इमेजिंग, जैविक और चिकित्सा इमेजिंग और हाई-स्पीड वायरलेस संचार जैसे विविध क्षेत्रों में अनुप्रयोग होता हैं।
संदर्भ
- ↑ "Quantum-barrier-varactor diodes for high-efficiency millimetre-wave multipliers," Kollberg et al., Electron. Lett., vol. 25, no. 25, pp. 1696–8, Dec. 1989.
- ↑ "A 0.2-W heterostructure barrier varactor frequency tripler at 113 GHz," Vukusic et al., IEEE Electron Device Letters, vol. 28, issue 5, pp. 340-342, 2007
- ↑ "Monolithic HBV-based 282-GHz tripler with 31-mW output power," Vukusic et al., IEEE Electron Device Letters, vol. 33, issue 6, pp. 800-802, 2012
- ↑ "High-performance 450-GHz GaAs-based heterostructure barrier varactor tripler" Saglam et al., IEEE Electron Device Letters, vol. 24, issue 3, pp. 138-140, 2003
- ↑ "A 175 GHz HBV Frequency Quintupler With 60 mW Output Power," Bryllert et al., IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 22, issue 2, pp. 76-78, 2012
