Τι είναι ένα Tunnel Diode;

Πεδίο: Εγκυκλοπαίδεια

China

Τι είναι ένα Tunnel Diode?

Tunnel Diode

Ένα tunnel diode (επίσης γνωστό ως Esaki diode) είναι ένα είδος πηνίου διόδου που έχει αποτελεσματικά «αρνητική αντίσταση» λόγω του κβαντικού μηχανικού φαινομένου που ονομάζεται τοννέλινγκ. Τα tunnel diodes έχουν έναν εξαιρετικά δοπαντικό πηνίο pn με πλάτος περίπου 10 nm. Η έντονη δοπή αποτελεί σε μια διακοπή στο ευρύτερο χάσμα, όπου τα καταστήματα ηλεκτρονίων της ζώνης μετάδοσης στην πλευρά N είναι περίπου συμβατά με τα καταστήματα τρύπων της ζώνης βαλεντιανής στην πλευρά P.

Οι τρανζίστορες αντιμετωπίζουν δυσκολίες με πολύ υψηλές συχνότητες λόγω του χρόνου διέλευσης και άλλων επιδράσεων. Πολλά συστήματα χρησιμοποιούν την ιδιότητα της αρνητικής συμπεριφοράς των πηνίων για εφαρμογές υψηλής συχνότητας. Ένα tunnel diode, επίσης γνωστό ως Esaki diode, είναι ένα συνηθισμένο συστήμα με αρνητική συμπεριφορά, ονομασμένο μετά τον L. Esaki για την εργασία του στο τοννέλινγκ.

Η συγκέντρωση των δοπαντικών ουσιών στις περιοχές p και n είναι πολύ υψηλή, περίπου 1024 – 1025 m-3. Το πηνίο pn είναι επίσης απότομο. Γι' αυτούς τους λόγους, το πλάτος της ζώνης εξαντλήσεως είναι πολύ μικρό. Στα χαρακτηριστικά ιδρούς-τάσης του tunnel diode, μπορούμε να βρούμε μια περιοχή με αρνητική πλάγια γραμμή όταν εφαρμοστεί μια προσωπική προσανατολισμού.

Το όνομα "tunnel diode" οφείλεται στο ότι το κβαντικό μηχανικό τοννέλινγκ είναι υπεύθυνο για το φαινόμενο που συμβαίνει μέσα στο διόδιο. Η δοπή είναι πολύ υψηλή, έτσι ώστε στην απόλυτη μηδενική θερμοκρασία, τα επίπεδα Fermi βρίσκονται μέσα στην προσανατολισμού των πηνίων.

Χαρακτηριστικά του Tunnel Diode

Όταν εφαρμοστεί αντίστροφη προσανατολισμού, το επίπεδο Fermi της πλευράς p γίνεται υψηλότερο από αυτό της πλευράς n, προκαλώντας τα ηλεκτρόνια να τοννέλουν από τη ζώνη βαλεντιανής της πλευράς p στη ζώνη μετάδοσης της πλευράς n. Καθώς αυξάνεται η αντίστροφη προσανατολισμού, αυξάνεται και ο τοννέλινγκ ρεύμα.

Όταν εφαρμοστεί προσωπική προσανατολισμού, το επίπεδο Fermi της πλευράς n γίνεται υψηλότερο από αυτό της πλευράς p, έτσι ώστε το τοννέλινγκ των ηλεκτρονίων από την πλευρά n στην πλευρά p να πραγματοποιηθεί. Το ποσό του τοννέλινγκ ρεύματος είναι πολύ μεγαλύτερο από το κανονικό ρεύμα του πηνίου. Καθώς αυξάνεται η προσωπική προσανατολισμού, το τοννέλινγκ ρεύμα αυξάνεται μέχρι συγκεκριμένο όριο.

Όταν η άκρη της ζώνης της πλευράς n είναι η ίδια με το επίπεδο Fermi της πλευράς p, το τοννέλινγκ ρεύμα είναι επί του μέγιστου. Με την περαιτέρω αύξηση της προσωπικής προσανατολισμού, το τοννέλινγκ ρεύμα μειώνεται και παίρνουμε την επιθυμητή περιοχή αρνητικής συμπεριφοράς. Όταν η προσωπική προσανατολισμού αυξάνεται περαιτέρω, παίρνουμε το κανονικό ρεύμα του πηνίου pn, το οποίο είναι εκθετικά ανάλογο με την εφαρμοσμένη τάση. Τα χαρακτηριστικά ιδρούς-τάσης του tunnel diode είναι δεδομένα,

Η αρνητική αντίσταση χρησιμοποιείται για την επίτευξη ταλάντωσης και συχνά η συνάρτηση Ck+ είναι πολύ υψηλής συχνότητας.

Σύμβολο Tunnel Diode