Mi az alagút dióda?
Mi az a tunel diód?
Tunel diód
A tunel diód (más néven Esaki diód) olyan fémes vezető diód, amelynek van egy határozott "negatív ellenállása" a kvantummechanikai effektus, a tunelhatás miatt. A tunel diódoknál a p-n kapcsolat nagyon erősen doppolt, körülbelül 10 nm vastag. Az erős doppelés eredményeként a szerkezetben a konduktori sáv elektronállapotai az N oldalon és a valencia sáv lyukállapotai a P oldalon nagyjából megegyeznek.
A tranzisztorok nagyon magas frekvenciánál nehézségeket tapasztalnak a tranzitidő és más hatások miatt. Sok eszköz a fémes vezetők negatív vezetése tulajdonságát használja a magasfrekvenciás alkalmazásokhoz. A tunel diód, más néven Esaki diód, egy gyakran használt negatív vezetésű eszköz, amely L. Esaki munkásságára utal a tunelhatás területén.
A dopáló anyag koncentrációja mind a p, mind az n régióban nagyon magas, körülbelül 1024 – 1025 m-3. A p-n kapcsolat is rövid. Ezért a kiürített réteg szélessége nagyon kicsi. A tunel diód áram-feszültség jellemzői között, ha előre irányított feszültséget alkalmazunk, negatív meredekségű régiót találunk.
A "tunel diód" elnevezés a kvantummechanikai tunelhatásra utal, ami a diód belsejében bekövetkezik. A doppelés nagyon erős, így abszolút zérus hőmérsékleten a Fermi-szint a fémes vezetők bandgap-ján belül helyezkedik el.
A tunel diód jellemzői
Ha hátra irányított feszültséget alkalmazunk, a P oldali Fermi-szint magasabb lesz, mint az N oldali, ezáltal elektronok tunelnek a P oldali valencia sávból az N oldali konduktori sávba. Ahogy a hátra irányított feszültség nő, a tuneláram is nő.
Ha előre irányított feszültséget alkalmazunk, az N oldali Fermi-szint magasabb lesz, mint a P oldali, ezáltal elektronok tunelnek az N oldali konduktori sávból a P oldali valencia sávba. A tuneláram mennyisége sokkal nagyobb, mint a normális p-n kapcsolat áram. Ha az előre irányított feszültség nő, a tuneláram bizonyos határig nő.
Amikor az N oldali band edge ugyanolyan, mint a P oldali Fermi-szint, a tuneláram maximális. További előre irányított feszültség növelésével a tuneláram csökken, és megkapjuk a kívánt negatív vezetési régiót. Ha tovább növeljük az előre irányított feszültséget, normál p-n kapcsolat áramot kapunk, ami exponenciálisan arányos a beállított feszültséggel. A tunel diód V-I jellemzői a következők:
A negatív ellenállás révén lehet elérni a rezgések generálását, és gyakran a Ck+ függvény nagyon magas frekvenciákon használatos.
A tunel diód szimbóluma
A tunel diód alkalmazásai
Oszcillátor áramkörök
Mikrohullámú áramkörökben történő használat
Nukleáris sugárzás elleni ellenállásosság
