الاهتزاز والتضخيم والصمامات الغَنّ الثنائية

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

تستطيع الصمامت الثنائية تحت ظروفٍ معيّنة أن تولِّد أو تضخِّم إشاراتٍ راديوية وفق تردّدات فائقة العلو (UHF) وتردّدات راديوية ذات موجات مِكروية.

فجميع التردّدات في هذا الجزء من طيف التردّدات الراديوية تتجاوز قيمتها الـ 300 ميغا هرتز.

صمامات غَنّ الثنائية

يستطيع صمام غَنّ (Diode Gunn) الثنائي أن ينتج حتى 1 واط من خرج قدرة التردّدات الراديوية، لكنه عادةً يعمل ضمن مستويات تقارب 0.1 واط لا أكثر. تُصنَع معظم صمامات غَنّ الثنائية من أرسنيد الغاليوم.

يولِّد هذا الجهاز الإشارات نتيجةً لما يُدعى أثر غَنّ الذي أخذ اسمه من ج. غَنّ من آي بي أم (IBM)، وهو الذي لاحظ تلك الظاهرة في ستينات القرن العشرين واستغلَّها لإنشاء هزّازات ذات موجات مِكروية أو تردّدات فائقة العلو.

يحدث اهتزاز صمام غَنّ الثنائي كنتيجة لخاصيّة تُدعى المقاومة السالبة. يشير هذا المصطلح إلى حقيقة أنه ضمن منطقة معيّنة من المنحني المميِّز للصمام الثنائي ينقص التيّار مع زيادة الفولطيّة.

فالمقاومة السالبة تسبِّب عدمَ استقرارٍ كهربائي ممّا يؤدّي إلى توليد إشارات تردّد راديوي. وتحت ظروفٍ معيّنة، نستطيع أن نستخدم فاراكتوراً لتعديل تردّد الخرج لهزّاز صمام غَنّ الثنائي.

فكرة مفيدة: يُعرَف هزّاز غَنّ موصول مباشرةً بهوائي موجاتٍ مِكرويةٍ بشكل قرن [بوق] باسم غَنبليكسر. وهذه الأجهزة تتمتّع بشعبية معتبرة بين الذين يقومون بتجارب في الإلكترونيات، خاصةً مشغّلي الإذاعات غير المحترفين ("راديو الهواة").