हेटरोस्ट्रक्चर बैरियर वैराक्टर
हेट्रोस्ट्रक्चर बैरियर वैराक्टर (एचबीवी) एक सेमीकंडक्टर डिवाइस है जो एक वैक्टर डायोड के समान वोल्टेज बायस के साथ एक वैरिएबल कैपेसिटेंस दिखाता है। एक डायोड के विपरीत, इसमें एक सम और विषम कार्य होते हैं। एंटी-सममित वर्तमान-वोल्टेज संबंध और एक सममित समाई-वोल्टेज संबंध, जैसा कि ग्राफ़ में दाईं ओर दिखाया गया है। डिवाइस का आविष्कार एरिक कोलबर्ग ने 1989 में एंडर्स रिडबर्ग के साथ मिलकर किया था[1] चाल्मर्स प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय में।
चित्र का इनसेट HBV के सर्किट योजनाबद्ध प्रतीक को दर्शाता है। प्रतीक से, कोई यह निष्कर्ष निकाल सकता है कि HBV में दो, एक के बाद एक, क्रमिक रूप से जुड़े रेक्टिफाइंग डायोड (उदाहरण के लिए Schottky डायोड) शामिल हैं। डायोड प्रतीक के बीच में अंतराल डिवाइस के अंतर्निहित समाई का प्रतिनिधित्व करता है। एचबीवी की विद्युत विशेषताओं को अर्धचालक सामग्री (ए) की दो परतों को एक 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 (A)-(B)-(A) के माध्यम से यात्रा करने का प्रयास करने वाले वाहकों के लिए बाधा उत्पन्न होती है। (ए) परतें आमतौर पर एन-डॉप्ड होती हैं जिसका अर्थ है कि इलेक्ट्रॉन इस उपकरण के बहुसंख्यक वाहक हैं। अलग-अलग बायस वोल्टेज पर वाहकों का पुनर्वितरण होता है और बैरियर (B) के प्रत्येक तरफ वाहकों के बीच की दूरी अलग-अलग होती है। एक परिणाम के रूप में HBV में वोल्टेज पर निर्भर प्लेट दूरी d के समानांतर प्लेट कैपेसिटर के समान विद्युत गुण होते हैं।
HBV डायोड का मुख्य अनुप्रयोग निम्न आवृत्ति इनपुट से अत्यधिक उच्च आवृत्ति संकेत उत्पन्न करना है। इस प्रकार के फ़्रीक्वेंसी गुणक को 100 GHz पर ट्रिपलर (3× गुणन) के रूप में प्रदर्शित किया जाता है[2] 282 GHz के माध्यम से[3] और 450 GHz तक,[4] और 175 GHz पर क्विंटुप्लर (5× गुणन) के रूप में भी।[5] धारिता C(V) की अत्यधिक अरेखीय वोल्टेज निर्भरता द्वारा आवृत्ति गुणक को संभव बनाया गया है। HBV 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। Schottky डायोड की तुलना में यह एक फायदा है जिसे पक्षपाती होना पड़ता है।
इन फ़्रीक्वेंसी (100 GHz – 3 THz) रेडियो खगोल विज्ञान , सुरक्षा इमेजिंग, जैविक और मेडिकल इमेजिंग और हाई-स्पीड वायरलेस संचार जैसे विविध क्षेत्रों में अनुप्रयोग 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
