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ガンダイオードのメーカー4社一覧や企業ランキングを掲載中！ガンダイオード関連企業の2025年5月注目ランキングは1位:株式会社AMT、2位:エム・アールエフ株式会社となっています。 ガンダイオードの概要、用途、原理もチェック！
ガンダイオードとは、マイクロ波帯の発振器などに用いられるダイオードの一種です。
ガン効果を利用したダイオードを指します。主に用いられるのがN型のガリウムヒ素 (GaAs) で、GaAs結晶に直流電界を加えていき、ある閾値を超えるとマイクロ波領域で発振が起きることを物理学者のJ.B.Gunnが発見しました。そのために、この現象はガン効果と呼ばれています。
ガンダイオードは負性抵抗となる領域を持っており、この効果を用いてマイクロ波の発振器などに用いられます。ここでの負性抵抗とは、電圧が増加すると電流が減少する電気的な特性のことです。
2025年5月の注目ランキングベスト2
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 株式会社AMT |
50.0%
|
| 2 | エム・アールエフ株式会社 |
50.0%
|
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25 点の製品
株式会社柳生商会
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返信の早い企業
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■特徴 ・動作温度の制御による、出力と発振波長の安定化及びLD素子の長寿命化を図っています。 ・小型、軽量で組み込みや取り付けが容易...
日清紡マイクロデバイス株式会社
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返信の比較的早い企業
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■周波数 9,300 ~ 9,500 MHz ■入射電力 (ピーク) 100kW ■回復時間 0.9μsec max. ■その他 ・アイソトープレス ・RoHS対応
株式会社ニッシン
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自社製マイクロ波機器の中からマグネトロン発振器、マイクロ波電源、方向性結合器、導波管などを選定し、お客様のニーズに合わせご提案...
2種類の品番
凌和電子株式会社
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■特長 ・ハイパワー半導体式マイクロ波発振器による高速・高精度制御 ・空洞共振器 (キャビティ) を採用したリアクターモジュール ・溶...
日清紡マイクロデバイス株式会社
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■周波数 3,000 ~ 3,100 MHz ■入射電力 (ピーク) 30kW ■回復時間 0.5μsec max. ■その他 ・RoHS対応
日本高周波株式会社
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2,450MHz帯マイクロ波のプラズマ放電用等のマイクロ波伝送経路においては、負荷変動により負荷インピーダンスが変動してインピーダンス...
株式会社ニッシン
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自社製マイクロ波機器の中からマグネトロン発振器、マイクロ波電源、方向性結合器、導波管などを選定し、お客様のニーズに合わせご提案...
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日清紡マイクロデバイス株式会社
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■周波数 ・RF周波数：9.345 ~ 9.475GHz ・IF周波数：60 MHz typ ・LO周波数：VCO内蔵 (Upper LO) ■雑音特性 Noise Figure (NF) ：3.5d...
株式会社ニッシン
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自社製マイクロ波機器の中からマグネトロン発振器、マイクロ波電源、方向性結合器、導波管などを選定し、お客様のニーズに合わせご提案...
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日本高周波株式会社
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2,450MHzマイクロ波用の導波管自動整合器です。伝送線路と負荷のインピーダンス整合を高速・高感度に自動で整合を行います。負荷状態を...
株式会社ニッシン
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自社製マイクロ波機器の中からマグネトロン発振器、マイクロ波電源、方向性結合器、導波管などを選定し、お客様のニーズに合わせご提案...
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本システムはマグネトロンを極めて高い安定度で発振可能とした2,450MHz帯高出力マイクロ波電源です。2.45GHzマイクロ波電源はマイクロ波...
株式会社ニッシン
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自社製マイクロ波機器の中からマグネトロン発振器、マイクロ波電源、方向性結合器、導波管などを選定し、お客様のニーズに合わせご提案...
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日本高周波株式会社
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本装置は、電磁石型マグネトロンを使用した、915MHzマイクロ波電源です。最大出力、5kWと30kWのタイプがあり、半導体製造用のプラズマCV...
ガンダイオードとは、マイクロ波帯の発振器などに用いられるダイオードの一種です。
ガン効果を利用したダイオードを指します。主に用いられるのがN型のガリウムヒ素 (GaAs) で、GaAs結晶に直流電界を加えていき、ある閾値を超えるとマイクロ波領域で発振が起きることを物理学者のJ.B.Gunnが発見しました。そのために、この現象はガン効果と呼ばれています。
ガンダイオードは負性抵抗となる領域を持っており、この効果を用いてマイクロ波の発振器などに用いられます。ここでの負性抵抗とは、電圧が増加すると電流が減少する電気的な特性のことです。
ガンダイオードは、ガン効果を用いたマイクロ波領域で発振器レーダー向けの用途が一般的です。
ガンダイオードをキャビティや導波管内にマウントして直流電圧を加えると、結晶の厚みに応じて固有振動で発振します。構造は比較的簡単ですが、周波数の安定度がVCOやPLLで制御する通常のマイクロ波の制御方式と比べてよくないため、通信以外にドップラー効果を用いた速度センサー向けに使用される場合が多いです。
身近な使用用途としては、野球のスピードガンや、速度取り締まり用のレーダーなどが挙げられます。
ガンダイオードは、2つのエネルギーバンドを有する半導体結晶において、臨界電界を超えた電圧を加えたときに、エネルギー準位の高いバンドに電子が高速に遷移した際に生じるマイクロ波帯域の発振現象を活用しています。GaAs結晶のエネルギーバンド図は、波数に対するエネルギーのグラフを書いた際に、底のエネルギー、波数値が異なる2つの伝導帯を持ちます。
電圧をかけると電流が流れますが、この電流を担う電子は伝導帯にいる電子です。通常伝導帯の底のエネルギーが低いほうに電子が多く存在し、電圧が高くなるにつれエネルギーの高い伝導帯にも電子がうつるようになります。ある一定の電圧を超えた時に、低いレベルの伝導帯の電子が高いレベルの伝導帯に移動し、その結果で移動度が減少する現象が発生します。
この現象により、ある電圧を超えた時に電圧を上げても、見かけ上の電子の移動度すなわち電流値が下がる現象が発生し、負性抵抗の特性を持ちます。電圧をさらに上げていくと、低いレベルの伝導帯の電子が高いレベルの伝導帯にうつりきり、再び電流が増加していきます。
この際に、急激な電子の高速移動が雪崩的に生じて、マイクロ波帯域で起こるのが発振現象がです。一般のVCO (電圧制御発振器) においては、トランジスタのインピーダンス整合を活用した負性抵抗を活用していますが、ガンダイオードは半導体結晶の固有のエネルギーバンドをうまく活用しています。
ガンダイオードの代表的な用途の速度センサーは、一般にドップラー効果という物理現象を用いています。ドップラー効果とは、高速で移動する物体に照射した電磁波の反射波は、照射したもとの周波数と見かけ上の周波数が変わって観測されるという原理です。
GaAs結晶におけるガンダイオードの周波数は約10GHzであり、この周波数変動差分から照射した物体の速度を算出しています。ちなみに、この周波数の変動差分は物理用語で「うなり」と表現されており、野球のスピードガンや自動車の速度計測用の100km台の速度計測に関しては10GHzの周波数に対する変動分は非常に小さい割合になります。
サブテラヘルツ用周波数発振器の研究材料としてもガンダイオードや類似のインパッドダイオード、および共鳴トンネルダイオードが、研究機関において現在注目されています。Beyond5G/6Gや光通信分野のサブテラヘルツ周波数への応用に伴い、比較的簡易にサブテラヘルツ周波数の電磁波を生成可能な2端子デバイスであることから、研究開発がなされている状況です。
参考文献
https://detail-infomation.com/gunn-diode/
https://sunatsubu.at.webry.info/201607/article_3.html
