Unsa ang Tunnel Diode?

Larangan: Ensiklopedya

China

Ano ang Tunnel Diode?

Tunnel Diode

Ang tunnel diode (kasinungalingan din bilang Esaki diode) ay isang uri ng semiconductor diode na may "negative resistance" dahil sa quantum mechanical effect na tinatawag na tunneling. Ang mga tunnel diode ay may mahigpit na doped pn junction na humigit-kumulang 10 nm ang lapad. Ang matinding doping ay nagreresulta sa broken band gap, kung saan ang conduction band electron states sa N-side ay halos aligned sa valence band hole states sa P-side.

Mahirap para sa mga transistor na umabot sa napakataas na frequency dahil sa transit time at iba pang epekto. Maraming device ang gumagamit ng negative conductance property ng semiconductors para sa high-frequency applications. Ang tunnel diode, kasinungalingan din bilang Esaki diode, ay isang karaniwang ginagamit na negative conductance device na ipinangalan kay L. Esaki para sa kanyang trabaho sa tunneling.

Ang concentration ng dopants sa parehong p at n region ay napakataas, humigit-kumulang 1024 – 1025 m-3. Ang pn junction ay rin abrupt. Dahil dito, ang depletion layer width ay napakaliit. Sa current voltage characteristics ng tunnel diode, makikita natin ang negative slope region kapag inilapat ang forward bias.

Ang pangalang "tunnel diode" ay dahil sa quantum mechanical tunneling ang responsable sa phenomenon na nangyayari sa loob ng diode. Ang doping ay napakataas kaya sa absolute zero temperature ang Fermi levels lies within the bias ng semiconductors.

Characteristics ng Tunnel Diode

Kapag inilapat ang reverse bias, ang Fermi level ng p-side ay naging mas mataas kaysa sa n-side, nagdudulot ng pag-tunnel ng electrons mula sa valence band ng p-side patungo sa conduction band ng n-side. Habang tumataas ang reverse bias, ang tunnel current ay din tumataas.

Kapag inilapat ang forward bias, ang Fermi level ng n-side ay naging mas mataas kaysa sa Fermi level ng p-side, kaya ang tunneling ng electrons mula sa n-side patungo sa p-side ay nangyayari. Ang dami ng tunnel current ay napakalaki kaysa sa normal junction current. Kapag itinaas ang forward bias, ang tunnel current ay itinaas hanggang sa tiyak na limitasyon.

Kapag ang band edge ng n-side ay pareho sa Fermi level sa p-side, ang tunnel current ay maximum. Sa pagtaas ng forward bias, ang tunnel current ay bumaba at nakukuha natin ang desired negative conduction region. Kapag itinaas pa ang forward bias, normal pn junction current ang nakukuha na exponentially proportional sa applied voltage. Ang V-I characteristics ng tunnel diode ay binibigay,

Ang negative resistance ay ginagamit upang makamit ang oscillation at madalas ang Ck+ function ay napakataas na frequency.

Simbolo ng Tunnel Diode