टनल डायोड क्या है?

टनल डायोड क्या है?

टनल डायोड

टनल डायोड (जिसे एसाकी डायोड भी कहते हैं) एक प्रकार का अर्धचालक डायोड है जिसमें टनलिंग नामक क्वांटम यांत्रिक प्रभाव के कारण "नकारात्मक प्रतिरोध" होता है। टनल डायोड में लगभग 10 nm चौड़ा एक बहुत अधिक डोपित pn जंक्शन होता है। बहुत अधिक डोपिंग से बैंड गैप टूट जाता है, जहाँ N-पक्ष पर चालक बैंड इलेक्ट्रॉन स्थितियाँ P-पक्ष पर वैलेंस बैंड होल स्थितियों के साथ लगभग संरेखित होती हैं।

ट्रांजिस्टर ट्रांजिट समय और अन्य प्रभावों के कारण बहुत उच्च आवृत्तियों के साथ संघर्ष करते हैं। कई उपकरण उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए अर्धचालकों के नकारात्मक चालन गुण का उपयोग करते हैं। टनल डायोड, जिसे एसाकी डायोड भी कहते हैं, एक आम तौर पर उपयोग किया जाने वाला नकारात्मक चालन उपकरण है जो L. एसाकी के टनलिंग पर काम के लिए नामित किया गया है।

दोनों p और n क्षेत्रों में डोपन्ट की सांद्रता बहुत ऊंची होती है, लगभग 1024 – 1025 m-3 तक। pn जंक्शन भी तेज होता है। इन कारणों से, देप्लेशन परत की चौड़ाई बहुत छोटी होती है। टनल डायोड के धारा-वोल्टेज विशेषताओं में, जब फोर्वर्ड वायस लगाया जाता है, तो हम एक नकारात्मक ढलान वाले क्षेत्र को पाते हैं।

"टनल डायोड" नाम इसलिए है क्योंकि डायोड के भीतर होने वाले प्रारूप के लिए क्वांटम यांत्रिक टनलिंग जिम्मेदार है। डोपन्ट बहुत अधिक होता है ताकि निरपेक्ष शून्य तापमान पर फर्मी स्तर अर्धचालकों के बायस के भीतर आता है।

टनल डायोड की विशेषताएँ

जब रिवर्स वायस लगाया जाता है, तो p-पक्ष का फर्मी स्तर n-पक्ष के फर्मी स्तर से ऊंचा हो जाता है, जिससे इलेक्ट्रॉन p-पक्ष के वैलेंस बैंड से n-पक्ष के चालक बैंड में टनलिंग करते हैं। जैसे-जैसे रिवर्स वायस बढ़ता है, टनल धारा भी बढ़ती है।

जब फोर्वर्ड वायस लगाया जाता है, तो n-पक्ष का फर्मी स्तर p-पक्ष के फर्मी स्तर से ऊंचा हो जाता है, इसलिए इलेक्ट्रॉन n-पक्ष से p-पक्ष में टनलिंग करते हैं। टनल धारा की मात्रा सामान्य जंक्शन धारा से बहुत अधिक होती है। जैसे-जैसे फोर्वर्ड वायस बढ़ता है, टनल धारा एक निश्चित सीमा तक बढ़ती है।

जब n-पक्ष का बैंड किनारा p-पक्ष के फर्मी स्तर के समान होता है, तो टनल धारा अधिकतम होती है, फोर्वर्ड वायस के आगे बढ़ने पर टनल धारा घटती है और हम वांछित नकारात्मक चालन क्षेत्र प्राप्त करते हैं। जब फोर्वर्ड वायस और बढ़ा जाता है, तो सामान्य pn जंक्शन धारा प्राप्त होती है जो लगाए गए वोल्टेज के अनुक्रमानुपाती घातांकीय रूप से होती है। टनल डायोड की V-I विशेषताएँ दी गई हैं,

नकारात्मक प्रतिरोध का उपयोग दोलन और अक्सर Ck+ फ़ंक्शन को बहुत उच्च आवृत्तियों पर प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

टनल डायोड का प्रतीक

टनल डायोड के अनुप्रयोग

• दोलन परिपथ

• माइक्रोवेव परिपथों में उपयोग

• परमाणु विकिरण के विरोधी