Apa itu Dioda Terowongan?

Apa itu Dioda Terowongan?

Dioda Terowongan

Dioda terowongan (juga dikenal sebagai dioda Esaki) adalah jenis dioda semikonduktor yang memiliki "resistansi negatif" secara efektif karena efek mekanika kuantum yang disebut terowongan. Dioda terowongan memiliki junction pn yang sangat diberi dopan dengan lebar sekitar 10 nm. Pemberian dopan yang berat menghasilkan celah band yang rusak, di mana keadaan elektron band konduksi pada sisi N lebih atau kurang sejajar dengan keadaan lubang band valensi pada sisi P.

Transistor sulit bekerja pada frekuensi yang sangat tinggi karena waktu transit dan efek lainnya. Banyak perangkat menggunakan sifat konduktansi negatif dari semikonduktor untuk aplikasi frekuensi tinggi. Dioda terowongan, juga dikenal sebagai dioda Esaki, adalah perangkat konduktansi negatif yang umum digunakan, dinamai menurut L. Esaki atas penelitiannya tentang terowongan.

Konsentrasi dopan di kedua wilayah p dan n sangat tinggi, sekitar 1024 – 1025 m-3. Junction pn juga tiba-tiba. Karena alasan ini, lebar lapisan deplesi sangat kecil. Dalam karakteristik arus-tegangan dioda terowongan, kita dapat menemukan daerah dengan kemiringan negatif ketika bias maju diterapkan.

Nama "dioda terowongan" berasal dari fakta bahwa terowongan mekanika kuantum bertanggung jawab atas fenomena yang terjadi di dalam dioda. Pemberian dopan sangat tinggi sehingga pada suhu mutlak nol, level Fermi berada dalam bias semikonduktor.

Karakteristik Dioda Terowongan

Ketika bias balik diterapkan, level Fermi sisi p menjadi lebih tinggi daripada sisi n, menyebabkan elektron melintasi dari band valensi sisi p ke band konduksi sisi n. Seiring dengan peningkatan bias balik, arus terowongan juga meningkat.

Ketika bias maju diterapkan, level Fermi sisi n menjadi lebih tinggi daripada level Fermi sisi p, sehingga terjadi terowongan elektron dari sisi n ke sisi p. Jumlah arus terowongan jauh lebih besar daripada arus junction normal. Ketika bias maju ditingkatkan, arus terowongan meningkat hingga batas tertentu.

Ketika tepi band sisi n sama dengan level Fermi di sisi p, arus terowongan mencapai maksimum. Dengan peningkatan bias maju lebih lanjut, arus terowongan menurun dan kita mendapatkan daerah konduksi negatif yang diinginkan. Ketika bias maju ditingkatkan lebih jauh, arus junction pn normal diperoleh yang berbanding lurus secara eksponensial dengan tegangan yang diterapkan. Karakteristik V-I dari dioda terowongan diberikan,

Resistansi negatif digunakan untuk mencapai osilasi dan sering kali fungsi Ck+ beroperasi pada frekuensi yang sangat tinggi.

Simbol Dioda Terowongan

Aplikasi Dioda Terowongan

• Rangkaian Osilator

• Digunakan dalam Rangkaian Mikrofon

• Tahan terhadap Radiasi Nuklir