In the present dissertation, GaAs and GaN Gunn diodes have been
investigated with respect to microwave generation in the field of
automotive intelligent radar systems.
High quality planar Gunn
diodes have been fabricated with two different hot electron
injectors: a graded gap injector (GGI) and a novel resonant
tunneling injector (RTI). Within the framework of the cooperation
project between Forschungzentrum Jülich and Robert Bosch GmbH,
GGI GaAs Gunn diodes have been studied and optimized. RF evaluation
of their performance up to 110 GHz shows the effectiveness of
different graded gap injectors. An estimation of the possible
operational modes is given for diodes used as microwave generators
at 77 GHz, with application in automotive radar systems. A second
hot electron injector, the GaAs/AlAs double barrier resonant
tunnelling injector has been proposed and designed. GaAs Gunn
diodes with RTI have been successfully fabricated and characterized.
RTI Gunn diodes present clear evidence of the
injector effectiveness both in DC and RF conditions.
The design, processing and characterization of a novel GaAs Gunn
diode based VCO-MMIC0.1 fulfilled the second
objective of this work. A simple and straightforward processing
technology makes the proposed microwave generator competitive with
cavity oscillators and transistor based MMICs.
In der vorliegenden Arbeit werden GaAs und GaN Gunn-Dioden für die
Mikrowellenerzeugung in der Automobil-Branche untersucht.
Qualitativ hochwertige planare GGI Gunn-Dioden wurden mit zwei
verschiedenen hot electron injectors hergestellt: ein graded gap
injector (GGI) und ein resonant tunneling injector (RTI). Im
Rahmen der Zusammenarbeit des Forschungszentrums Jülich mit der
Robert Bosch GmbH erfolgte die Untersuchung und Optimierung von GGI
GaAs Gunn-Dioden. Die Beurteilung des RF-Verhaltens bis
zeigt die Effektivität der verschiedenen Graded Gap
Injectors. Dargestellt ist eine Abschätzung der möglichen
Arbeitsmodi für Dioden, welche als Mikrowellenerzeuger bei
in Radarsystemen in der Automobilbranche Einsatz
finden. Ein zweiter neuer hot electron injector, der GaAs/AlAs
Doppelbarrieren RTI konnte erfolgreich vorgeschlagen und simuliert
werden. GaAs Gunn-Dioden mit RTI wurden hergestellt und
charakterisiert. Für beide, DC und RF Bedingungen zeigt die RTI
Gunn-Diode deutliche
Beweise für die Effektivität des injectors.
Mit dem Entwurf, der Prozessierung und der Charakterisierung eines
neuartigen monolitisch integrierten Oszillators (MMIC-VCO),
basierend auf einer GaAs Gunn-Diode, wird die zweite Zielsetzung
innerhalb dieser Arbeit erfüllt. Durch die einfache und direkte
Prozessierungstechnologie ist die hier vorgeschlagene
Mikrowellenerzeugung konkurenzfähig zu
Hohlraumresonator-Oszillatoren und transistorbasierten MMICs.