Apakah Tunnel Diode?

Apakah Tunnel Diode?

Tunnel Diode

Tunnel diode (juga dikenali sebagai dioda Esaki) adalah jenis dioda semikonduktor yang mempunyai "rintangan negatif" secara efektif disebabkan oleh kesan mekanik kuantum yang dipanggil terowongan. Tunnel diode mempunyai sambungan pn yang sangat diberi dop dengan lebar sekitar 10 nm. Penyuntikan yang berat ini menghasilkan jurang band yang pecah, di mana keadaan elektron band konduksi pada sisi N lebih kurang sejajar dengan keadaan lubang band valen pada sisi P.

Transistor menghadapi masalah dengan frekuensi yang sangat tinggi disebabkan masa transit dan kesan-kesan lain. Banyak peranti menggunakan sifat hantaran negatif semikonduktor untuk aplikasi frekuensi tinggi. Tunnel diode, juga dikenali sebagai dioda Esaki, adalah peranti hantaran negatif yang biasa digunakan dan dinamakan sempena L. Esaki kerana kerjanya dalam terowongan.

Konsentrasi dopan di kedua-dua rantau p dan n sangat tinggi, sekitar 1024 – 1025 m-3. Sambungan pn juga tiba-tiba. Oleh itu, lebar lapisan penghabisan sangat kecil. Dalam ciri-ciri voltan arus tunnel diode, kita boleh menemui kawasan lereng negatif apabila biasan hadapan dikenakan.

Nama "tunnel diode" disebabkan oleh terowongan mekanik kuantum yang bertanggungjawab atas fenomena yang berlaku dalam dioda. Penyuntikan sangat tinggi sehingga pada suhu mutlak, tahap Fermi terletak dalam biasan semikonduktor.

Ciri-ciri Tunnel Diode

Apabila biasan songsang dikenakan, tahap Fermi sisi p menjadi lebih tinggi daripada sisi n, menyebabkan elektron menembusi dari band valen sisi p ke band konduksi sisi n. Seiring dengan peningkatan biasan songsang, arus terowongan juga meningkat.

Apabila biasan hadapan dikenakan, tahap Fermi sisi n menjadi lebih tinggi daripada tahap Fermi sisi p, maka terowongan elektron dari sisi n ke sisi p berlaku. Jumlah arus terowongan sangat besar daripada arus persimpangan biasa. Apabila biasan hadapan meningkat, arus terowongan meningkat hingga batas tertentu.

Apabila tepi band sisi n sama dengan tahap Fermi sisi p, arus terowongan adalah maksimum. Dengan peningkatan biasan hadapan, arus terowongan menurun dan kita mendapatkan kawasan hantaran negatif yang diinginkan. Apabila biasan hadapan ditingkatkan lagi, arus persimpangan pn biasa diperoleh yang secara eksponensial berkadar dengan voltan yang dikenakan. Ciri-ciri V-I tunnel diode diberikan,

Rintangan negatif digunakan untuk mencapai osilasi dan sering fungsi Ck+ adalah frekuensi frekuensi yang sangat tinggi.

Simbol Tunnel Diode

Aplikasi Tunnel Diode

• Litar Osilator

• Digunakan dalam Litar Mikrofon

• Tahan terhadap Radiasi Nuklear