WikiZero - Тунельний діод

open wikipedia design.

Тунельний діод - напівпровідниковий діод на основі виродженого напівпровідника , на вольт-амперної характеристики якого при додатку напруги в прямому напрямку з'являється ділянку з негативним диференціальним опором , обумовлений тунельним ефектом .

Звичайні діоди при збільшенні прямої напруги монотонно збільшують пропускається струм. У тунельному діоді квантово-механічне тунелювання електронів додає прогин в ВАХ , При цьому через високий ступінь легування p - і n - областей напруга пробою зменшується практично до нуля. Тунельний ефект дозволяє електронам подолати енергетичний бар'єр в зоні переходу з шириною 50-150 Å при таких напружених, коли зона провідності в n - області має рівні енергетичні рівні з валентною зоною р-області [1] . При подальшому збільшенні прямої напруги рівень Фермі n - області піднімається щодо р-області, потрапляючи на заборонену зону р-області, а оскільки туннелирование не може змінити повну енергію електрона [2] , Ймовірність переходу електрона з n - області в p - область різко падає. Це створює на прямій ділянці ВАХ ділянку, де збільшення прямої напруги супроводжується зменшенням сили струму. Дана область негативного диференціального опору і використовується для посилення слабких надвисокочастотних сигналів.

На початку 1920-х років в Росії Олег Лосєв виявив крістадіна ефект в діодах з кристалічного оксиду цинку ZnO, вирощеного гидротермально з водного розчину гідроксиду цинку і цинкату калію - ефект негативного диференціального опору. Механізм виникнення негативного диференціального опору в дослідах Лосєва неясний. Більшість фахівців припускають, що він викликаний тунельним ефектом в напівпровіднику, але прямих експериментальних підтверджень цього пояснення поки не отримано [3] . У той же час, за можливе механізмом ефекту може бути лавинний пробій або інші фізичні ефекти [3] , Що призводять до виникнення негативного диференціального опору. При цьому кристадин і тунельний діод - це різні пристрої, і негативне диференціальний опір у них проявляється на різних ділянках ВАХ.

Вперше тунельний діод був виготовлений на основі Ge в 1957 році Лео Есакі , Який в 1973 році отримав Нобелівську премію з фізики за експериментальне виявлення ефекту тунелювання електронів в цих діодах.

Найбільшого поширення на практиці отримали тунельні діоди з Ge , GaAs , А також з GaSb . Ці діоди знаходять широке застосування в якості попередніх підсилювачів, генераторів і високочастотних перемикачів. Вони працюють на частотах, у багато разів перевищують частоти роботи тетродов - до 30 ... 100 ГГц.

• Лебедєв А. І. Фізика напівпровідникових приладів. Фізматліт, 2008.

This page is based on a Wikipedia article written by contributors ( read / edit ).
Text is available under the CC BY-SA 4.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.