Que Es Y Cuales Son Los Fundamentos Del Diodo BARITT

El diodo BARITT o diodo de Tiempo de Tránsito de Inyección de Barrera, tiene muchas similitudes con el diodo IMPATT, más ampliamente utilizado.

Al igual que el diodo IMPATT, más conocido, el BARITT se utiliza en la generación de señales de microondas, a menudo en aplicaciones como alarmas antirrobo y similares, donde puede producir fácilmente una simple señal de microondas con un nivel de ruido relativamente bajo.

Conceptos básicos de BARITT

El BARITT es muy similar, en muchos aspectos, al IMPATT, pero la principal diferencia es que el diodo BARITT utiliza la emisión termoiónica en lugar de la multiplicación de avalanchas.

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Una de las ventajas de utilizar esta forma de emisión es que el proceso es mucho menos ruidoso y, como resultado, el BARITT no sufre los mismos niveles de ruido que el IMPATT.

Esencialmente el diodo BARITT consiste en dos diodos 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 de polarización inversa.

El dispositivo tiene áreas a menudo denominadas como el emisor, la base, el área intermedia o de deriva y el colector.

Si el voltaje se incrementa hasta que los bordes de la región de agotamiento se encuentran, entonces se produce una condición conocida como “punch through”.

Conceptos básicos de BARITT

En cuanto al funcionamiento del dispositivo, la región de agotamiento o deriva debe estar completamente libre de portadores y esto significa que la perforación se produce en la región base emisora sin que se produzca una ruptura por avalancha de la unión base colectora.

El funcionamiento se limita normalmente a unos 25GHz para el silicio y 90GHz para los GaAs.

Conceptos básicos de BARITT

Se puede ver en el diagrama que los voltajes de perforación, Vpt, son diferentes para las dos direcciones. Esta diferencia es el resultado de la asimetría en las dos uniones y puede ser controlada durante las etapas de fabricación del diodo. Se pueden hacer para que sean diferentes o casi iguales.

Conceptos básicos de BARITT

Después de inyectar una carga, ésta viaja al sustrato con la velocidad de saturación.

Como se ve en el diagrama, se puede observar que la corriente de inyección está en fase con la forma de onda del voltaje RF. Esto da como resultado una situación de forma de onda de corriente no ideal que fluye en la región de resistencia positiva y, por lo tanto, las pérdidas son mayores en la BARITT que en una IMPATT.

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El ancho del pulso de la corriente terminal está determinado por el tiempo de tránsito que es L/vsat (donde los electrodos están espaciados L aparte y vsat es la velocidad de saturación). Esto constituye alrededor de tres cuartos del ciclo.

En vista de las limitaciones físicas del diodo BARITT, la capacidad de potencia disminuye aproximadamente al cuadrado de la frecuencia porque las frecuencias más altas requieren una menor separación entre los electrodos y esto a su vez limita los voltajes que pueden utilizarse. Además, la eficiencia disminuye con el aumento de la frecuencia. Para el funcionamiento a baja frecuencia puede ser de alrededor del 5% o un poco más.

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