Što je tunelski dioda?

Što je tunel dioda?

Tunel dioda

Tunel dioda (poznata i kao Esaki dioda) je vrsta poluprovodničke diode koja ima efektivno "negativni otpor" zbog kvantnomehaničkog pojave tuneliranja. Tunel diode imaju teško doziranu pn spojnica širine oko 10 nm. Teško doziranje rezultira prekinutom zonu prepustanja, gdje su stanja elektrona u provodnoj zoni na N strani više ili manje poravnata s stanjima rupa u valentnoj zoni na P strani.

Tranzistori se suočavaju s vrlo visokim frekvencijama zbog vremena prijelaza i drugih učinaka. Mnogi uređaji koriste svojstvo negativne provodnosti poluprovodnika za visokofrekventne primjene. Tunel dioda, poznata i kao Esaki dioda, je često korišteni uređaj s negativnom provodnošću, nazvan po L. Esakiju za njegov rad na tuneliranju.

Koncentracija dopiranja u oba p i n područja je vrlo visoka, oko 1024 – 1025 m-3. pn spojnica je također oštra. Zbog tih razloga, širina zone iscrpljenja je vrlo mala. U karakteristikama struje-naponskih odnosa tunel diode, možemo pronaći područje s negativnim nagibom kada se primijeni napadna polarizacija.

Naziv "tunel dioda" potječe od kvantnomehaničkog tuneliranja koje je odgovorno za pojavu unutar diode. Dopiranje je vrlo visoko, pa se na apsolutnoj nuli temperature Fermi-jevi nivoi nalaze unutar prenapona poluprovodnika.

Karakteristike tunel diode

Kada se primijeni obrnuta polarizacija, Fermi-jev nivo na p strani postaje viši od onog na n strani, što uzrokuje da elektroni tuneliraju iz valentne zone na p strani u provodnu zonu na n strani. S povećanjem obrnutog prenapona, tunelska struja također raste.

Kada se primijeni napadna polarizacija, Fermi-jev nivo na n strani postaje viši od Fermi-jeva nivoa na p strani, stoga se događa tuneliranje elektrona s n strane na p stranu. Količina tunelske struje je vrlo velika u usporedbi s normalnom strujom spojnica. S povećanjem napadne polarizacije, tunelska struja raste do određenog ograničenja.

Kada je rub zon na n strani isti kao Fermi-jev nivo na p strani, tunelska struja je maksimalna. S daljnjim povećanjem napadne polarizacije, tunelska struja opada i dobivamo željeno područje negativne provodnosti. S daljnjim povećanjem napadne polarizacije, dobiva se normalna struja pn spojnica, koja je eksponencijalno proporcionalna primijenjenom naponu. V-I karakteristike tunel diode su date,

Negativni otpor se koristi za postizanje oscilacija, a Ck+ funkcija često operira na vrlo visokim frekvencijama.

Simbol tunel diode

Primjene tunel diode

• Oscilatorske sklopove

• Korištenje u mikrotalasnim sklopovima

• Otpornost na nuklearnu radijaciju