Qu'est-ce qu'une diode tunnel ?
Qu'est-ce qu'une diode tunnel ?
Diode tunnel
Une diode tunnel (également connue sous le nom de diode Esaki) est un type de diode semi-conductrice qui présente une "résistance négative" effective en raison de l'effet quantique appelé tunnel. Les diodes tunnel ont une jonction pn fortement dopée d'environ 10 nm de large. Le dopage intense entraîne une rupture de la bande interdite, où les états électroniques de la bande de conduction du côté N sont plus ou moins alignés avec les états de trous de la bande de valence du côté P.
Les transistors ont des difficultés avec des fréquences très élevées en raison du temps de transit et d'autres effets. De nombreux dispositifs utilisent la propriété de conductance négative des semi-conducteurs pour les applications à haute fréquence. Une diode tunnel, également connue sous le nom de diode Esaki, est un dispositif de conductance négative couramment utilisé, nommé d'après L. Esaki pour son travail sur le tunnel.
La concentration de dopants dans les régions p et n est très élevée, autour de 1024 – 1025 m-3. La jonction pn est également abrupte. Pour ces raisons, la largeur de la couche de déplétion est très petite. Dans les caractéristiques courant-tension de la diode tunnel, on peut trouver une région de pente négative lorsque une polarisation directe est appliquée.
Le nom "diode tunnel" est dû au fait que le phénomène de tunnel quantique est responsable du phénomène qui se produit à l'intérieur de la diode. Le dopage est très élevé, de sorte qu'à la température absolue zéro, les niveaux de Fermi se situent à l'intérieur du biais des semi-conducteurs.
Caractéristiques de la diode tunnel
Lorsqu'une polarisation inverse est appliquée, le niveau de Fermi du côté p devient plus élevé que celui du côté n, provoquant le tunnel des électrons de la bande de valence du côté p vers la bande de conduction du côté n. À mesure que la polarisation inverse augmente, le courant de tunnel augmente également.
Lorsqu'une polarisation directe est appliquée, le niveau de Fermi du côté n devient plus élevé que celui du côté p, ce qui provoque le tunnel des électrons du côté n vers le côté p. La quantité de courant de tunnel est beaucoup plus grande que le courant de jonction normal. Lorsque la polarisation directe est augmentée, le courant de tunnel augmente jusqu'à une certaine limite.
Lorsque le bord de la bande du côté n est le même que le niveau de Fermi du côté p, le courant de tunnel est maximal. Avec une augmentation supplémentaire de la polarisation directe, le courant de tunnel diminue et nous obtenons la région de conduction négative souhaitée. Lorsque la polarisation directe est encore augmentée, un courant de jonction pn normal est obtenu, qui est exponentiellement proportionnel à la tension appliquée. Les caractéristiques V-I de la diode tunnel sont données,
La résistance négative est utilisée pour réaliser des oscillations et souvent la fonction Ck+ est de très hautes fréquences.
Symbole de la diode tunnel
Applications de la diode tunnel
Circuits oscillateurs
Utilisée dans les circuits micro-ondes
Résistante aux radiations nucléaires
