Spre deosebire de toate celelalte diode semiconductoare, folosim semiconductori degenerați cu o concentrație ridicată de impurități N = 10 18 ÷ 10 20 cm -3 pentru fabricarea diodelor tunel. Drept rezultat, grosimea joncțiunii p-n este mică de ordinul 10-2 μm. Tunelul purtătorilor de sarcină este posibil prin astfel de bariere potențiale subțiri.
Caracteristica curent-tensiune a unei diode tunel este prezentată în Fig. Figura prezintă punctele pentru care sunt construite schemele de zone. Pentru a simplifica desenele pe diagramele de zonă, nu sunt afișate surse de alimentare.
Într-o diodă fără deplasare externă (punctul a), tunelul de electroni de la n-regiunea la regiunea p și înapoi. Counter-urile electronilor sunt egale, deci curentul total prin diodă este zero.
Cu o tensiune directă mică pe dioda tunelului (punctul b), energia electronului din regiunea n crește, iar nivelurile de energie se schimbă în sus. În acest caz, tunelul preferențial al electronilor din regiunea n la regiunea p are loc, în plus, un mic curent de difuzie a electronilor apare prin bariera potențială redusă.
Atunci când o tensiune mai departe de diode Upika (litera c), atunci când sunt angajați în nivelele de energie ale electronilor n-regiune va fi la aceeași înălțime cu nivelurile de energie liberă în p -domain tunel curent devine maxim Ipeak.
Cu o creștere suplimentară a tensiunii directe (punctul d), curentul tunelului va scădea, curentul se datorează deplasării nivelelor de energie, numărul de electroni capabili de tunel de la n-regiunea la regiunea p va scădea.
Curentul tunelului prin diodă se dovedește a fi zero la o tensiune U a unei picături (punctul q), când nu există nivele de energie libere în regiunea p pentru electronii liberi în regiunea p. Cu toate acestea, în acest caz, un curent direct de I-drop va trece prin diodă. asociată cu difuzia electronilor printr-o barieră potențială redusă.
În plus, pe măsură ce crește tensiunea în direcția înainte (punctul e), curentul înainte va crește, la fel ca în cazul diodelor rectificative convenționale.
Cu o tensiune inversă pe dioda tunelului (punctul x), apar din nou condițiile pentru tunelul de electroni de la regiunea p la regiunea n. Curentul invers care apare în acest caz va crește în valoare absolută cu o creștere a valorii absolute a tensiunii inverse. Se poate presupune că se produce o distrugere în tunel în dioda tunelului la tensiuni inverse scăzute (în valoare absolută).
Astfel, în gama de tensiuni de la Upeak la Uvadin. Dioda tunelului are o rezistență diferențială negativă. Ca orice dispozitiv cu rezistență diferențială negativă, o diodă de tunel poate fi utilizată pentru generarea și amplificarea semnalelor electromagnetice.
Parametrii de bază ai diodelor tunelului:
1. Curentul de vârf Ipika - curent la punctul maxim al caracteristicii I-V, la care derivatul. Acest curent poate varia de la zeci de milliampere la sute de miliamperi.
2. Curentul de depresiune a picăturii I este curentul la cel puțin caracteristica curentului de tensiune la care.
3. Raportul dintre curenții diodei / diodului tunelului Ipica. Pentru diodele tunel din arsenid de galiu Ipica / Ipads ≥10. pentru diode germaniu Ipica / Ivadines = 3 ÷ 6.
4. Tensiunea maximă Upeak - tensiunea directă corespunzătoare curentului de vârf. Pentru diode tunel de arsenid galliu Upika = 100 ÷ 150mV, pentru diamuri germaniu Upeka = 40 ÷ 60mV.
5. Tensiunea de depresiune U a unei depresiuni este o tensiune directă corespunzătoare curentului cavității. Pentru diodele tunel din arsenid de galiu, Uvpdiny = 400 ÷ 500mV. pentru diodele germaniu Uvpadin = 250 ÷ 350mV.
6. Tensiunea soluției este Upp - tensiunea înainte este mai mare decât tensiunea de depresiune la care curentul este egal cu curentul de vârf.
7. Capacitatea specifică a diodei tunel Cd / Ipika este raportul dintre capacitatea diodei tunelului, măsurată la Ipic și curentul de vârf.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: