கன் டையோடு என்றால் என்ன? எப்படி இது செயல்படுகிறது?

கன் டையோட்கள் குறைக்கடத்தி சாதனங்கள் ஆகும், இவை குறைந்த சக்தி கொண்ட மைக்ரோவேவ் சிக்னல்களை எளிய மற்றும் குறைந்த விலையில் உருவாக்க பயன்படுகிறது. இவை 60 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக பயன்பாட்டில் உள்ளன. கன் டையோட்கள் சில ஜிகாஹெர்ட்ஸ் முதல் 100 ஜிகாஹெர்ட்ஸ் வரையிலான அதிர்வெண்களுடன் வேலை செய்ய முடியும். இது முதன்முதலில் 1960 களின் முற்பகுதியில் IBM இன் ஜே.பி.கன் என்பவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.

இன்று, கன் டையோட்கள் மைக்ரோவேவ் டேட்டா லைன்கள், குறைந்த சக்தி கொண்ட FM மற்றும் CW ரேடார், இன்ட்ரூடர் பர்க்லர் அலாரங்கள் போன்ற பலவிதமான பயன்பாடுகளில் வணிக ரீதியாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. நிலையான வெப்பநிலை மற்றும் மின்னழுத்த அளவுருக்களின் கீழ், இந்த டையோட்களைப் பயன்படுத்தும் சுற்றுகள் 15 மெகாவாட் வரை உற்பத்தி செய்ய முடியும். 1 வாட் சக்தி மற்றும் குறைந்த இரைச்சல் மற்றும் சிறந்த அதிர்வெண் நிலைத்தன்மை கொண்டது. கன் டையோட்கள்  குறிப்பாக 10 ஜிகாஹெர்ட்ஸ் வேகத்தில் இயங்கும் அமெச்சூர் ரேடியோக்களில் பயன்படுத்த ஆர்வலர்களால் நன்கு விரும்பப்படுகின்றன.

கட்டுமானம்

ஒரு கன் டையோடு ஒரு N-வகை சிலிக்கானில் இருந்து தயாரிக்கப்படுகிறது. படம் 1 இல் காணப்படுவது போல் இது மூன்று முதன்மை பிரிவுகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது.

சாதனத்தின் மேல் மற்றும் கீழ் பகுதிகளில் N+ மெட்டீரியல் அதிகமாக டோப் செய்யப்பட்டுள்ளது, இதன் விளைவாக வெளிப்புற அளவுருக்களுடன் இடைமுகப்படுத்துவதற்கான வலுவான கடத்துத்திறன் உள்ளது.

சாதனம் நிறுவப்பட்ட கடத்தல் தளத்துடன் ஒரு கம்பி இணைப்பு இணைக்கப்பட்டுள்ளது. உபகரணத்தின் அடிப்பகுதி அதிகப்படியான வெப்பத்தை உறிஞ்சுவதற்கு ஒரு வெப்ப மூழ்கியாகவும் செயல்படுகிறது.

டயோடின் எதிர் முனையுடன் இணைக்கும் மேல் மேற்பரப்பில் தங்க இணைப்பு வைக்கப்பட்டுள்ளது. விதிவிலக்கான கடத்துத்திறன் மற்றும் ஒப்பீட்டு நிலைத்தன்மையை உறுதிப்படுத்த, தங்கம் இன்றியமையாததாகிறது.

சாதனத்தின் செயலில் உள்ள பகுதி நடுவில் அமைந்துள்ளது, இது குறைவாக அதிக அளவில் டோப் செய்யப்பட்டுள்ளது மற்றும் குறைந்த கடத்துத்திறன் கொண்டது. இது பொதுவாக ஒரு கன சென்டிமீட்டருக்கு 0.5 ஓம் ஆகும், இது சாதனம் முழுவதும் பயன்படுத்தப்படும் அனைத்து மின்னழுத்தமும் டையோடின் இந்த அடுக்கு வழியாக செல்கிறது என்பதைக் குறிக்கிறது.

டையோடின் செயலில் உள்ள அடுக்கின் சராசரி தடிமன் பத்து மைக்ரான் (0.001 செ.மீ) ஆகும். அதன் தடிமன் ஒரு டையோடில் இருந்து மற்றொன்றுக்கு வெளிப்படையாக வேறுபடும், ஏனெனில் இது முதன்மையாக டையோடின் ஒட்டுமொத்த செயல்பாட்டை பாதிக்கிறது. இந்தச் சாதனத்தின் இயக்க அதிர்வெண் அதன் தரவுத்தாளின் முக்கியமான உறுப்பு என்பதை இது குறிக்கிறது.

கன் டையோடு ஒரு தனித்துவமான வடிவமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, ஏனெனில் இது முற்றிலும் N-வகைப் பொருட்களால் ஆனது மற்றும் P-N சந்திப்பு இல்லை. சாராம்சத்தில், இது ஒரு வழக்கமான டையோடு அல்ல, மாறாக முற்றிலும் வேறுபட்ட கொள்கைகளில் செயல்படுகிறது.

கன் டையோடு எப்படி வேலை செய்கிறது

ஒரு கன் டையோடின் வேலை சிக்கலானதாகத் தோன்றினாலும், அதை அடிப்படை அளவில் புரிந்து கொள்ள முடியும்.

சாதனத்தின் செயலில் உள்ள மையப் பகுதியானது பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தத்தால் உருவாக்கப்பட்ட சாத்தியத்தின் பெரும்பகுதிக்கு உட்பட்டது. இந்த பகுதி மிகவும் மெல்லியதாக உள்ளது, மேலும் ஒரு சிறிய மின்னழுத்த மாற்றம் கூட ஒரு குறிப்பிட்ட தூரத்தில் குறிப்பிடத்தக்க சாத்தியமான சாய்வு அல்லது மின்னழுத்த ஏற்ற இறக்கத்தைக் காட்டுகிறது.

படம் 2 இல் விளக்கப்பட்டுள்ளபடி, மின்னோட்டத் துடிப்பானது செயலில் உள்ள மண்டலத்தின் வழியாகப் பாயத் தொடங்குகிறது, அதன் குறுக்கே பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தம் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவை அடையும்.

இதன் விளைவாக, செயலில் உள்ள பகுதியின் மீதமுள்ள சாத்தியமான சாய்வு குறைகிறது, இது கூடுதல் தற்போதைய பருப்புகளின் உருவாக்கத்தை நிறுத்துகிறது. தற்போதைய துடிப்பு செயலில் உள்ள மண்டலத்தின் எதிர் முனையில் கடந்து சென்ற பின்னரே, உயர் சாத்தியமான சாய்வு திரும்பும், இது மற்றொரு தற்போதைய துடிப்பை உருவாக்க அனுமதிக்கிறது.

மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்ட வளைவு திட்டமிடப்பட்டால், வித்தியாசமான கோணத்தில் இருந்து விசித்திரமான தற்போதைய துடிப்பு செயல்பாட்டைக் காண முடியும்.

ரெக்டிஃபையர் டையோடு மற்றும் கன் டையோடு இடையே உள்ள வேறுபாடு

• வழக்கமான ரெக்டிஃபையர் டையோடு மற்றும் கன் டையோடு ஆகியவற்றின் வளைவுகள் மேலே உள்ள படம்3 இல் உள்ள வரைபடத்தில் சித்தரிக்கப்பட்டுள்ளன.
• வழக்கமான ரெக்டிஃபையர் டையோடின் மின்னோட்டம் மின்னழுத்தத்துடன் அதிகரிக்கிறது, இருப்பினும் இந்த உறவு எப்போதும் நேரியல் அல்ல.
• மறுபுறம், ஒரு கன் டையோடின் மின்னோட்டம் உயரத் தொடங்குகிறது மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட மின்னழுத்தத்தை அடைந்த பிறகு, மீண்டும் ஒருமுறை அதிகரிக்கும் முன் குறையத் தொடங்குகிறது.
• 'எதிர்மறை எதிர்ப்பு' பகுதி என குறிப்பிடப்படும் அது குறையும் இந்த பகுதியால் அதன் அலைவு பண்புகள் ஏற்படுகின்றன.

அதிர்வெண் அமைத்தல்

செயலில் உள்ள பகுதியின் தடிமன் பொது இயக்க அதிர்வெண்ணைத் தீர்மானித்தாலும், குறிப்பிட்ட வரம்பில் அதிர்வெண்ணை மாற்றுவது இன்னும் சாத்தியமாகும். கன் டையோடு ஒரு நுண்ணலை சாதனம் என்பதால், இது பொதுவாக ஒரு அலை-வழிகாட்டி குழியில் நிறுவப்பட்டு டியூன் செய்யப்பட்ட சர்க்யூட்டை உருவாக்குகிறது. அதன் செயல்பாட்டின் அதிர்வெண் முழு சட்டசபையின் அதிர்வு அதிர்வெண்ணால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

டியூனிங் செயல்முறை பல்வேறு முறைகளில் நிறைவேற்றப்படலாம். அலை வழிகாட்டி குழிக்குள் சரிசெய்யக்கூடிய திருகு செருகுவதன் மூலம், இயந்திர மாற்றங்களைச் செய்யலாம், இது ஒரு அடிப்படை சரிப்படுத்தும் குறிகாட்டியை செயல்படுத்துகிறது.

இருப்பினும், எலக்ட்ரிக்கல் ட்யூனிங் பொதுவாக அவசியம், மேலும் இரண்டு வெவ்வேறு முறைகளில் ஒன்றைப் பயன்படுத்தலாம். கன் ஆஸிலேட்டர் சர்க்யூட்டில் வரக்டர் டையோடை இணைப்பது முதல் முறையாகும்.

வரக்டர் டையோடில் மின்னழுத்தம் மாற்றப்படும்போது, ​​கொள்ளளவு மாறுகிறது, இதனால் முழு சுற்றும் எதிரொலிக்கும் அதிர்வெண் மாறுகிறது.

இந்த அணுகுமுறை மலிவானது மற்றும் பயன்படுத்த எளிதானது என்றாலும், இது பல குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. முதலாவதாக, இது வரையறுக்கப்பட்ட இயக்க வரம்பைக் கொண்டுள்ளது. இரண்டாவதாக, இந்த நுட்பம் பல கட்ட சத்தத்தை உருவாக்குகிறது, இது பல பயன்பாடுகளுக்கு பொருந்தாது.

பயனுள்ள அதிர்வெண் சரிசெய்தலுக்கு YIG ஐப் பயன்படுத்துதல்

YIG பொருளைப் பயன்படுத்துவது மிகவும் பயனுள்ள டியூனிங் நுட்பமாகத் தெரிகிறது. இது ஒரு ஃபெரோ காந்தப் பொருளான Yttrium Iron Garnet ஐ உள்ளடக்கியது.

கன் டையோடு மற்றும் YIG ஆகியவை குழிக்குள் செருகப்படும் போது, ​​குழியின் செயல்திறன் அளவு குறைகிறது. இதைச் செய்ய அலை வழிகாட்டிக்கு வெளியே ஒரு சுருள் வைக்கப்பட்டுள்ளது.

சுருள் வழியாக ஒரு மின்னோட்டம் பாயும் போது, ​​அது YIG இன் காந்த அளவை விரிவுபடுத்துகிறது மற்றும் குழியின் மின் பரிமாணத்தை சுருக்குகிறது. இதன் விளைவாக, செயல்பாட்டின் அதிர்வெண் உயர்கிறது. YIG ட்யூனிங்குடன் கட்ட இரைச்சல் கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகிறது, மேலும் ஒரு பெரிய அதிர்வெண் வரம்பை அடைய முடியும்.

அமெச்சூர் வானொலிக்கு Gunnplexer ஐப் பயன்படுத்துதல்

கன் டையோட் ஆஸிலேட்டர் என்பது அமெச்சூர் ரேடியோ பயன்பாட்டிற்காக மேம்பட்ட ரிசீவர் ரிசர்ச் வழங்கும் வணிக டிரான்ஸ்ஸீவரின் ஒரு அங்கமாகும். 'Gunnplexer' என குறிப்பிடப்படும் சாதனம், பெயரளவு அமெச்சூர் சிக்னல்களை 10 GHz இலிருந்து 2 மீட்டர்கள் (144 MHz) அல்லது பிற குறைந்த இடைநிலை அதிர்வெண்களில் (IFs) அமெச்சூர் பேண்டிற்கு உருவாக்கவும் குறைக்கவும் பயன்படுகிறது.

கன்ப்ளெக்ஸர், 10 ஜிகாஹெர்ட்ஸ் குழிக்குள் அடைக்கப்பட்ட ஷாட்கி மிக்சர் டையோட்களுடன் கூடிய உயர் ஆதாய செவ்வக ஹார்ன் ஆண்டெனாவுடன் இணைக்கப்பட்ட கன் டையோடைக் கொண்டுள்ளது.

சாதாரண அதிர்வு அதிர்வெண்ணிலிருந்து 60 மெகா ஹெர்ட்ஸ் வரையிலான அதிர்வெண் மாறுபாடுகளை varactor ட்யூனிங்கைப் பயன்படுத்தி அடையலாம். கன் டையோடு ஒரு டிரான்ஸ்மிட்டராகவும், கீழ்-மாற்றப்பட்ட 2-மீட்டர் IFக்கு உள்ளூர் ஆஸிலேட்டராகவும் செயல்படுகிறது.