Was ist die höchstmögliche Frequenz, die mit elektronischen Schaltungen erzeugt werden kann?

Erstens seine Schalloszillatoren für niederfrequente Audiowellen. Dann Radiowellenoszillatoren, die von niederfrequentem AM bis zu hochfrequenten Mobiltelefonen variieren. Dann Mikrowellenoszillatoren im Giga Hertz. Was ist die höchste Frequenz, die Elektronik erzeugen kann, und wozu dient sie?

oscillator

— Skyler
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Zählt ein Laser als (Teil) einer elektronischen Schaltung? Eine Laserdiode? Wie wäre es mit einer Röntgenröhre?

— Das Photon

Das ist keine Elektrizität, die du durch Drähte führen

— kannst

Möglicherweise möchten Sie Ihre Frage bearbeiten, um dies zu klären.

— Das Photon

Ich habe neulich über einen Transistor in der Nähe von THz gelesen. Der Originalartikel ist in Niederländisch, aber hier ist eine Google Translate-Version

— Jippie

Hier ist einer, der eher ein Oszillator als ein Verstärker ist, ebenfalls 1,04 THz: ntt-review.jp/archive/…

— The Photon

Antworten:

http://spectrum.ieee.org/semiconductors/devices/transceivers-to-conquer-the-terahertz-frontier/2 ist eine gute Lektüre für den Anfang.

Es gibt keine feste Obergrenze, aber es wird immer schmerzhafter, damit zu arbeiten, und es beginnt, in den Bereich der Optik und Optoelektronik überzugehen. Eine der dort genannten Grenzen besteht darin, dass ein Signal eine bestimmte Zeit benötigt, um durch einen Transistor zu laufen, sodass Transistoren unbrauchbar werden. Dieser Artikel behauptet, dass dies irgendwo in den Hunderten von GHz liegt.

Parasitäre Kapazität wird ebenfalls zu einem Problem. Je höher die Frequenz, desto leichter kann das Signal durch die wenigen pF-Kapazitäten zwischen Ihrem Draht und dem nächstgelegenen anderen Metallstück austreten. Dieser Effekt begrenzt die nutzbare Frequenz von Signalen auf Steckbrettern auf einige MHz.

— pjc50
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Bei jedem elektronischen Oszillator wackeln Elektronen hin und her. Nach der Speziellen Relativitätstheorie können sich diese Elektronen nicht schneller als Licht bewegen, nicht einmal winzige Entfernungen. Es wird also eine Obergrenze geben, wenn die Frequenz so hoch wird, dass Elektronen mit relativistischen Geschwindigkeiten wackeln.

— Herr X

Laut dem Wikipedia-Artikel Terahertz-Strahlung "ist in diesem [Terahertz] -Frequenzbereich die Erzeugung und Modulation kohärenter elektromagnetischer Signale durch die herkömmlichen elektronischen Geräte zur Erzeugung von Funkwellen und Mikrowellen nicht mehr möglich und erfordert neue Geräte und Techniken."

Dies impliziert, dass das nächst niedrigere Band, die Millimeterwelle , das höchste ist, bei dem "herkömmliche elektronische Geräte" zur Erzeugung von Signalen verwendet werden können.

Millimeterwellensignale haben Frequenzen zwischen 30 und 300 GHz.

Zu den Anwendungen gehören drahtlose Punkt-zu-Punkt-Kommunikation, Bildgebung (wie bei Flughafenscannern) und Fernerkundung.

— Das Photon
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Dies ist in einigen Kreisen als UWB - Ultra Wide Band - bekannt.

— Platzhalter

@rawbrawb, mein Verständnis ist, dass UWB bedeutet, sehr kurze Impulse zu verwenden. Es kann Millimeterwellenfrequenzen erreichen, muss aber nicht. "Millimeterwelle" könnte auch eine trägerbasierte Signalisierung (oder Fernerkundung) umfassen, die nicht UWB wäre.

— Das Photon