Wat is 'n Tunnel Diode?

Wat is 'n Tunnel Diode?

Tunnel Diode

'n Tunnel diode (ook bekend as 'n Esaki diode) is 'n tipe halwegeleierdiode wat effektief "negatiewe weerstand" het as gevolg van die kwantummechaniese effek genaamd tunneling. Tunnel diodes het 'n swaar gedoseerde pn-verbinding wat ongeveer 10 nm wyd is. Die swaar dosering lei tot 'n gebreekte bandgap, waar elektronstatuse in die geleiderband aan die N-kant meer of minder uitgelyk is met gatstatuse in die valensieband aan die P-kant.

Transistors stryg met baie hoë frekwensies as gevolg van oordragtyd en ander effekte. Baie toestelle gebruik die negatiewe geleidingsvermoë van halwegeleiervoor hoëfrekwensietoepassings. 'n Tunnel diode, ook bekend as 'n Esaki diode, is 'n algemeen gebruikte negatiewe geleidingsapparaat vernoem na L. Esaki vir sy werk oor tunneling.

Die konsentrasie van dopants in beide p- en n-streke is baie hoog, ongeveer 1024 – 1025 m-3. Die pn-verbinding is ook skerp. As gevolg hiervan is die leeglooplaagwydte baie klein. In die stroom-spanningskenmerke van 'n tunnel diode kan 'n negatiewe hellingarea gevind word wanneer 'n voorwaartse belasting toegepas word.

Die naam "tunnel diode" kom omdat die kwantummechaniese tunneling verantwoordelik is vir die verskynsel wat binne die diode plaasvind. Die dosering is baie hoog, sodat by absolute nul temperatuur die Fermi vlakke binne die spanningsverskil van die halwegeleiervalle.

Karakteristieke van 'n Tunnel Diode

Wanneer 'n agterwaartse belasting toegepas word, word die Fermi vlak van die p-kant hoër as daardie van die n-kant, wat veroorsaak dat elektrone van die valensieband van die p-kant na die geleiderband van die n-kant tunnel. Soos die agterwaartse belasting verhoog, neem die tunnellast ook toe.

Wanneer 'n voorwaartse belasting toegepas word, word die Fermi vlak van die n-kant hoër as die Fermi vlak van die p-kant, sodat die tunneling van elektrone van die n-kant na die p-kant plaasvind. Die hoeveelheid tunnellast is baie groot in vergelyking met die normale verbindingstroom. Soos die voorwaartse belasting verhoog, neem die tunnellast tot 'n sekere grens toe.

Wanneer die bandrand van die n-kant dieselfde is as die Fermi vlak in die p-kant, is die tunnellast maksimaal. Met verdere verhoging van die voorwaartse belasting neem die tunnellast af en kry ons die gewilde negatiewe geleidingsarea. Wanneer die voorwaartse belasting verder verhoog word, word 'n normale pn-verbindingstroom verkry wat eksponensieel eweredig is aan die toegepaste spanning. Die V-I kenmerke van die tunnel diode word gegee,

Die negatiewe weerstand word gebruik om osillasie te bereik en vaak is die Ck+ funksie van baie hoë frekwensies.

Tunnel Diode Simbool

Toepassings van 'n Tunnel Diode

• Oscillator Sirkuite

• Gebruik in Mikrogolf Sirkuite

• Bestand teen Kernstraling