Pentru studierea mecanismului de rectificare curent la porțiunea de contact a două medii diferite alternativ - semiconductoare și metalul, s-a emis ipoteza că aceasta se bazează pe așa-numita tunelurilor de purtători de sarcină. Cu toate acestea, la acel moment (1932), nivelul de dezvoltare a tehnologiei de semiconductoare nu este permis pentru a confirma conjectura empiric. Numai în 1958, un om de știință japonez Esaki a fost capabil să-l confirme strălucit, creând prima dioda tunel din istorie. Datorită calităților sale uimitoare (în special a vitezei), acest dispozitiv a atras atenția specialiștilor din diferite domenii tehnice. Este demn de a explica faptul că dioda - un dispozitiv electronic, care este o asociație de un singur corp din două materiale diferite, având diferite tipuri de conductivitate. Prin urmare, curentul electric poate trece printr-o singură direcție. Inversarea polarității conduce la o "închidere" a diodei și la o creștere a rezistenței sale. Creșterea tensiunii duce la "defecțiune".
Luați în considerare modul în care funcționează dioda tunelului. Dispozitivul semiconductor clasic redresor utilizează cristale cu o cantitate de impurități care nu depășește 10 până la puterea de 17 (-3 centimetri). Și întrucât acest parametru este direct legat de numărul de transportatori cu taxă liberă, se dovedește că acesta din urmă nu poate fi niciodată mai mare decât limita specificată.
Există o formulă care ne permite să determinăm grosimea zonei intermediare (tranziția p-n):
unde Na și Nd sunt numărul de acceptori ionizați și donatori, respectiv; Pi - 3,1416; q este valoarea sarcinii electronice; U este tensiunea de intrare; UK este diferența potențială la secțiunea de tranziție; E este valoarea constantei dielectrice.
O consecință a formulei este faptul că joncțiunea p-n a diodei clasice este caracterizată de o intensitate scăzută a câmpului și o grosime relativ mare. Pentru ca electronii să intre în zona liberă, au nevoie de energie suplimentară (comunicată din exterior).
Deși curent atunci când efectul de tunel este capabil să curgă în ambele direcții, prin conectarea directă a tensiunii dioda reflectate în creșterea zonei de tranziție, reducând numărul de electroni capabili de trecere de tunel. creșterea tensiunii conduce la dispariția completă a curentului de tunelare și efectul este doar pe difuză obișnuită (ca în dioda clasic).
Există și un alt reprezentant al unor astfel de dispozitive - o diodă inversată. Este aceeași diodă tunel, dar cu proprietăți schimbate. Diferența este că valoarea conductivității a legăturii inverse, în care dispozitivul obișnuit de rectificare „blocat“, este mai mare decât în direct. Proprietățile rămase corespund dioda tunel: performanță, auto-zgomot redus, capacitatea de a îndrepta componentele variabile.
Citiți de asemenea
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: