A Study on the Self-Excited Mixing effect of IMPATT Diodes

IMPATT 다이오드의 백여혼합에 관한 연구

Theoretical analysis is carried out for the beat frequency generation phenomena in the IMPATT diodes an4 the experimental studies are given in parrallel. The theory is based on the space charge modulation effect introduced to the multiplication process by the input signal. Computed results show that the beat frequency output power is linearly dependent upon the signal power and self oscillating power. Also the strong dependence of the output power with respect to the diode negative resistance is found and it turns out that the larger the negative resistance, the stronger the beat frequency output power. Experimental results show a good agreement with the theoretical values. Calculated conversion gain is about -0.4[db] at 10[GHz] and the experimental value shows -6.2[db] below this value. This difference between the theoretical and the experimental values is considered to be the results of the ineffective injection of signal power.

IMPATT다이오드의 자기혼합효과(self mixing effect)를 이론으로 해석하고 실험으로 확인하였다. 이론은 증배과정에서 외부의 마이크로도 신호에 의하여 공간전하가 변조를 받는 것에 근거하였다. 비이트출력은 신호전력과 IMPATT다이오드발진전력에 직선적으로 비례하였고 IMPATT다이오드의 부성저항이 클수록 비이트출력이 증대하였다. 실험은 GaAs의 EPi층과 금속사이의 Schottky접합을 갖는 IMPATT다이고드를 사용하였다. 전자계산기의 계산결과 10(GHz)에서 변환이득은 -0.4[db]였으며 실험치는 비이트주파수 20(MHz)에서 -6.6[db]였다. 이 차이는 Read모델의 단순한 가정과 공진기의 구조에 의한 것이었다. 1개의 다이오드가 국부발진 및 R합작용을 동시에 수행할 수 있었으며, 또 변환이득은 일반다이오드보다 높았고 IMPATT다이오드의 발진출력에 따란 증대시킬 수 있었다.