¿Qué es un diodo túnel?
¿Qué es un Diodo Túnel?
Diodo Túnel
Un diodo túnel (también conocido como diodo Esaki) es un tipo de diodo semiconductor que tiene una "resistencia negativa" efectiva debido al efecto mecánico cuántico llamado túnel. Los diodos túnel tienen una unión pn altamente dopada que es de aproximadamente 10 nm de ancho. La alta dopación resulta en una brecha de banda interrumpida, donde los estados electrónicos de la banda de conducción del lado N están más o menos alineados con los estados de huecos de la banda de valencia del lado P.
Los transistores luchan con frecuencias muy altas debido al tiempo de tránsito y otros efectos. Muchos dispositivos utilizan la propiedad de conductancia negativa de los semiconductores para aplicaciones de alta frecuencia. Un diodo túnel, también conocido como diodo Esaki, es un dispositivo de conductancia negativa comúnmente utilizado, nombrado así por L. Esaki por su trabajo en el túneling.
La concentración de dopantes en ambas regiones p y n es muy alta, alrededor de 1024 – 1025 m-3. La unión pn también es abrupta. Por estas razones, el ancho de la capa de agotamiento es muy pequeño. En las características de corriente-voltaje del diodo túnel, podemos encontrar una región de pendiente negativa cuando se aplica un sesgo directo.
El nombre "diodo túnel" se debe a que el túnel cuántico mecánico es responsable del fenómeno que ocurre dentro del diodo. La dopación es muy alta, por lo que a temperatura absoluta cero, los niveles de Fermi se encuentran dentro del sesgo de los semiconductores.
Características del Diodo Túnel
Cuando se aplica un sesgo inverso, el nivel de Fermi del lado p se vuelve más alto que el del lado n, causando que los electrones tunelen desde la banda de valencia del lado p hasta la banda de conducción del lado n. A medida que aumenta el sesgo inverso, también aumenta la corriente de túnel.
Cuando se aplica un sesgo directo, el nivel de Fermi del lado n se vuelve más alto que el nivel de Fermi del lado p, por lo que ocurre el túnel de electrones desde el lado n al lado p. La cantidad de corriente de túnel es mucho mayor que la corriente normal de la unión. Cuando se aumenta el sesgo directo, la corriente de túnel aumenta hasta cierto límite.
Cuando el borde de banda del lado n es el mismo que el nivel de Fermi en el lado p, la corriente de túnel es máxima. Con el incremento adicional del sesgo directo, la corriente de túnel disminuye y obtenemos la deseada región de conducción negativa. Cuando el sesgo directo se eleva aún más, se obtiene la corriente normal de la unión pn, que es exponencialmente proporcional al voltaje aplicado. Las características V-I del diodo túnel se dan,
La resistencia negativa se utiliza para lograr oscilaciones y a menudo la función Ck+ es de frecuencias muy altas.
Símbolo del Diodo Túnel
Aplicaciones del Diodo Túnel
Circuitos Osciladores
Usado en Circuitos de Microondas
Resistente a la Radiación Nuclear
