Şaşırtıcı yarı iletken cihaz - bir tünel diyot

rektifiye mekanizmasını incelenirken bir ac iki farklı ortamların temas bölgesinde - yarıiletken ve metal, yük taşıyıcılarının adlandırılan tünel dayalı olduğu varsayılmaktadır. Ancak o zaman (1932) yarı iletken teknolojisinin gelişmesi düzeyinde ampirik varsayım onaylamak için izin verilmez. Sadece 1958 yılında, bir Japon bilim Esaki tarihinde ilk tünel diyot oluşturarak, zekice onaylamak başardı. Sayesinde şaşırtıcı kalitede (örneğin hız) için bu ürün çeşitli teknik alanlarda uzmanların dikkatini çekmiştir. Açıklamaya değer diyotun - bir elektronik cihaz, iletkenliği farklı olan iki farklı malzemeden tek bir gövdesinin bir kuruluştur. Bu nedenle, elektrik akımı sadece tek yönde içinden akabilir. diyotun "kapatma" polariteli sonucu değişen ve direncini arttırır. geriliminin artması bir "arıza" yol açar.

nasıl tünel diyot düşünün. Klasik doğrultucu yarı iletken cihaz 17 derece (derece -3 santimetre) en fazla 10 bir takım yabancı maddeler içeren bir kristal kullanır. Bu parametre serbest yük taşıyıcılarının sayısı ile doğrudan orantılı olduğundan beri, geçmiş belirtilen sınırların daha olamaz çıkıyor.

ara bölge (geçiş pn) kalınlığını belirlemek için izin veren bir formül yoktur:

L = ((E * (Bb-U)) / (2 x Pi * q)) * ((Na + Nd) / (Na * Nd)) * 1050000,

burada, Na ve Nd - sırasıyla iyonize vericiler ve alıcılar, sayısı; Pi - 3,1416; q - değeri elektron yükünün; U - gerilim uygulanır; Uk - geçişte potansiyelleri arasındaki fark; E - değeri dielektrik sabiti.

Aşağıdaki formüle ait bir sonucu gerçektir ki klasik bir pn geçişi diyot özelliği düşük alan kuvveti ve nispeten büyük bir kalınlık için. Elektronlar bir serbest bölgeye alabilirsiniz Yani, onlar (dışarıdan kazandırılan) ekstra enerjiye ihtiyaç duyar.

Tünel diyotlar yapımında klasik olanlardan farklı bir düzen 20 derece (derece -3 santimetre), 10 ila kir içeriğini değiştiren yarıiletkenlerin bu tip kullanılmaktadır. ek enerji ihtiyacı yoktur valans için elektron girerken Bu tünel geçiş dramatik bir geçiş kalınlığındaki azalma, sonuç olarak keskin pn bölgesinde alan şiddetinin artması ve, gelişimine neden olmuştur. Bunun nedeni oluşur enerji düzeyi partikülleri geçit bariyer ile değişmez. Tünel diyot kendi normal kolayca ayırt edilir volt-amper karakteristiği. Negatif diferansiyel direnç - Bu etki, üzerinde dalgalanma bir tür oluşturur. Bu tünel için diyotlar yaygın elbette, doğru ölçüm cihazları, jeneratörler, (kalınlık redüksiyon pn boşluk böyle bir cihaz, bir yüksek hızlı yapar) ile, bilgisayar, yüksek frekanslı cihazlarda kullanılan nedeniyle.

zaman mevcut olsa da , tünel etkisi doğrudan geçiş bölgesi artar diyot gerilimi bağlantı tünel geçidinin sahip elektron sayısını azaltarak, her iki yönde de akabilir. voltaj artışının tünel akımının tamamen kaybolması yol açar ve etki, sadece normal diffüz ile (klasik diyot gibi).

geri diyot - bu tür cihazların bir temsili bulunmaktadır. Bu ancak değiştirilmiş özelliklere sahip, aynı tünel diyot temsil eder. fark, normal doğrultucu cihaz "kilitli" ki burada ters bağlantı yerinin iletkenlik değeri, doğrudan daha yüksek olmasıdır. Kalan özellikler tünel diyot karşılık gelir: performans, düşük öz-gürültü, değişken bileşenler düzeltmek için yeteneği.