Techniklexikon

Gunn-Diode

(Diode). Auf dem Gunn-Effekt basierende einschichtige Diode zur Erzeugung von Mikrowellen. Gunn-Oszillator, Gunn-Element, Bauelement aus GaAs zur Erzeugung von Schwingungen im Mikrowellengebiet. Die Funktionsweise der Gunn-Diode basiert auf Schwingungen, die den Gunn-Effekt (Auftreten zweier Leitungsbandminima) begleiten können. Wird an ein GaAs-Stäbchen eine geringe Spannung angelegt, so wird der Strom nur durch die leichten Elektronen des niedrigeren Energiemimimums getragen. Wird die Spannung so weit erhöht, dass die Energie der Elektronen ausreicht, das höhere Minimum zu erreichen, so werden aus den leichten schwere Elektronen mit geringerer Beweglichkeit m, die entsprechend langsamer driften. Da geringeres m eine kleinere Leitfähigkeit bedeutet, fällt im Bereich der schweren Elektronen der grösste Teil der anliegenden Spannung ab. Es bildet sich eine Hochfelddomäne aus, in der sich immer mehr schwere Elektronen ansammeln, und der Strom nimmt in der Aufbauphase ab. Die Domäne bewegt sich, durch das restliche elektrische Feld getrieben, durch das Stäbchen, und es fliesst ein niedriger Strom. Am Ende angekommen, verschwindet die Domäne unter Stromanstieg. Anschliessend bildet sich erneut eine Domäne aus, so dass periodische Stromimpulse entstehen. Bei noch höherer Spannung können auch mehrere Domänen auftreten. Mit Gunn-Dioden werden Mikrowellengeneratoren mit Frequenzen von 10-30 GHz und Leistungen von 10-500 mW hergestellt.