Diode tunnel

Une diode de de tunnel de ou la diode d'Esaki de est un type de diode du semi-conducteur qui est capable de l'opération très rapide, bien dans le gigahertz de région de micro-onde, en utilisant des effets mécaniques du quantum .

Il a été baptisé du nom du Lion Esaki , qui dans 1973 a reçu le prix Nobel dans la physique pour découvrir l'électron de perçant un tunnel l'effet de utilisé dans des ces diodes.

Ces diodes ont une jonction au loin fortement enduite du PN seulement quelques 10 nanomètre (100 Å ). Le dopage lourd a comme conséquence un cassé Bandgap , où les états d'électron de de la bande de conduction sur le n-côté plus ou moins sont alignés avec les états de trou de de la bande de valence sur le p-côté.

Polariser en aval l'opération

Sous le normal polariser en aval l'opération de , comme la tension commence à augmenter, les électrons au premier tunnel par la barrière de jonction très étroite du PN parce que les états remplis d'électron dans la bande de conduction sur le n-côté coïncident avec les états de trou vides de bande de valence sur le p-côté de la jonction de PN. À mesure que la tension augmente plus loin ces états deviennent plus mauvais et le &mdash de baisses de courant ; ceci s'appelle la résistance négative de , parce que le courant diminue avec l'augmentation de la tension. À mesure que la tension augmente pourtant promeut, la diode commence à fonctionner comme diode normale, où les électrons voyagent par la conduction à travers la jonction de PN, et plus par le perçage d'un tunnel par la barrière de jonction de PN. Ainsi la région la plus importante d'opération pour une diode tunnel est la région de résistance négative.

Opération de polarisation d'inversion

Une fois utilisés dans la direction d'inversion ils s'appellent les diodes de dos de et peuvent agir en tant que redresseurs rapides avec la tension excentrée nulle et les linéarités extrêmes pour des signaux de puissance. (C'est-à-dire, ils ont un précis quadratique caractéristique dans la direction d'inversion.)

Sous la polarisation d'inversion a rempli états sur le p-côté coïncide de plus en plus avec les états vides sur le n-côté et les électrons percent un tunnel maintenant par la barrière de jonction de PN à l'envers le &mdash de direction ; c'est l'effet de Zener qui se produit également dans des diodes Zener

Comparaisons techniques

Dans une diode de semi-conducteur conventionnelle, la conduction a lieu tandis que la jonction de PN est polarisée en aval et bloque l'écoulement courant quand la jonction est décentrée renversé. Ceci se produit jusqu'à un point connu sous le nom de « tension claque renversée » quand la conduction commence (souvent accompagné de la destruction du dispositif). Dans la diode tunnel, la concentration de dopant dans les couches de P et de N sont grimpées jusqu'au point où la tension claque renversée devient zéro et aux conduites de diode dans la direction d'inversion. Cependant, si forward-biased, un effet impair se produit « le perçage d'un tunnel mécanique appelé de quantum de » qui provoque une région où une augmentation de tension vers l'avant est accompagnée d'une diminution de du courant vers l'avant. Cette région de la résistance négative peut être exploitée dans une version à semi-conducteur de l'oscillateur de Dynatron de qui utilise normalement une valve thermoïonique de la tétrode (ou le tube).

La diode tunnel a montré la grande promesse comme oscillateur et dispositif à haute fréquence de seuil (déclenchement) puisqu'elle fonctionnerait aux fréquences bien plus grandes que la tétrode, en fait bien dans la micro-onde se réunit. Cependant, depuis sa découverte, des dispositifs de semi-conducteur plus conventionnels ont surpassé son exécution using des techniques conventionnelles d'oscillateur.

Les diodes tunnel sont également relativement le résistant au rayonnement nucléaire , par rapport à d'autres diodes. Ceci les rend bien adaptées à des environnements plus élevés de rayonnement, comme ceux trouvés dans des applications de l'espace.

Voir également

Diode tunnel résonnante du Si/SiGe
Diode tunnel résonnante d'interband du Si/SiGe
Diode à avalanche
Diode de Gunn de
Diode du IMPATT
Diode Zener

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