ما هو المُقَطِّع الأنبوبي؟

ما هو دايود الأنفاق؟

دايود الأنفاق

دايود الأنفاق (المعروف أيضًا بـ دايود إساكي) هو نوع من الدايودات شبه الموصل التي تتميز بمقاومة سالبة بسبب التأثير الميكانيكي الكمي المعروف بالأنفاق. يحتوي دايود الأنفاق على مفصل pn مشبوع للغاية بعرض حوالي 10 نانومتر. يؤدي التشبع العالي إلى حدوث فجوة طاقة مكسورة، حيث تكون حالة الإلكترونات في حزام التوصيل على الجانب N متداخلة تقريبًا مع حالة الثقوب في حزام التكافؤ على الجانب P.

تعاني الترانزستورات من الصعوبات عند التعامل مع الترددات العالية بسبب وقت العبور وغيرها من الآثار. يستخدم العديد من الأجهزة خاصية التوصيل السالب لأشباه الموصلات في التطبيقات ذات الترددات العالية. دايود الأنفاق، والمعروف أيضًا بـ دايود إساكي، هو جهاز توصيل سالب شائع الاستخدام سمّي باسم L. Esaki لعمله على الأنفاق.

تركيز المضادات في كل من المناطق p و n عالي جدًا، حوالي 1024 – 1025 m-3. كما أن مفصل pn حاد. لهذا السبب، يكون عرض الطبقة المستنزفة صغيرًا جدًا. في خصائص الجهد والتيار لدايود الأنفاق، يمكننا العثور على منطقة ذات ميل سالب عندما يتم تطبيق الانحياز الأمامي.

يُطلق على اسم "دايود الأنفاق" بسبب أن الأنفاق الميكانيكي الكمي هو المسؤول عن الظاهرة التي تحدث داخل الدايود. التشبع عالي جدًا بحيث يقع مستوى فيرمي داخل انحياز أشباه الموصلات عند درجة حرارة الصفر المطلق.

خصائص دايود الأنفاق

عند تطبيق الانحياز الخلفي، يصبح مستوى فيرمي للجانب p أعلى من الجانب n، مما يسبب انتقال الإلكترونات من حزام التكافؤ للجانب p إلى حزام التوصيل للجانب n. كلما زاد الانحياز الخلفي، زاد تيار الأنفاق.

عند تطبيق الانحياز الأمامي، يصبح مستوى فيرمي للجانب n أعلى من مستوى فيرمي للجانب p، وبالتالي يحدث انتقال الإلكترونات من الجانب n إلى الجانب p. كمية تيار الأنفاق أكبر بكثير من تيار المفصل العادي. عندما يزيد الانحياز الأمامي، يزيد تيار الأنفاق حتى حد معين.

عندما يكون حافة الحزام للجانب n هي نفسها مستوى فيرمي للجانب p، يكون تيار الأنفاق في أقصى حدوده. مع زيادة الانحياز الأمامي، يقل تيار الأنفاق ونحصل على المنطقة المرغوبة ذات التوصيل السالب. عندما يزيد الانحياز الأمامي بشكل أكبر، نحصل على تيار مفصل عادي يتناسب بشكل أساسي مع الجهد المطبق. يتم تقديم خصائص الجهد والتيار لدايود الأنفاق.

تستخدم المقاومة السالبة لتحقيق التذبذبات وغالبًا ما تكون دالة Ck+ ذات ترددات عالية جدًا.

رمز دايود الأنفاق

تطبيقات دايود الأنفاق

• دوائر التذبذبات

• استخدامها في الدوائر الميكروويف

• مقاومة للإشعاع النووي