Iznenađujuće poluvodički uređaj - dioda tunel

Pri proučavanju mehanizma ispravljanje izmjeničnog napona na mjestu dodira dvaju različitih okruženja - poluvodiča i metal, to je hipoteza da se temelji na tzv tunela od naboja. Međutim, u to vrijeme (1932.) na stupnju razvoja poluvodičke tehnologije nije dopušteno da potvrdi pretpostavka empirijski. Samo u 1958, japanski znanstvenik Esaki bio u mogućnosti potvrditi briljantno, stvarajući prvi tunel dioda u povijesti. Zahvaljujući nevjerojatnom kvalitetom (primjerice, brzina), ovaj proizvod je privukao pozornost stručnjaka u raznim tehničkim područjima. Vrijedno je objasniti da dioda - elektronski uređaj, koji je udruženje jednog tijela dva različita materijala koji imaju različite vrste vodljivosti. Dakle, električna struja može teći kroz njega samo u jednom smjeru. Promjena rezultata polaritet u „zatvaranje” od dioda i povećati njezinu otpornost. Povećanje napona dovodi do „kvara”.

Razmislite o tome kako je tunel dioda. Klasični ispravljač poluvodički uređaj koristi kristal ima niz nečistoća ne više od 10 na 17 stupnja (stupnjeva -3 cm). A budući da je ovaj parametar je izravno povezana s brojem slobodnih nosilaca naboja, ispada da prošlost ne može biti više od navedenih granica.

Postoji formula koja omogućava određivanje debljine meduzoni (prijelaz pn):

L ((E * (UK-U)) / (2x Pi * q)) + ((Na + Nd) / (Na * Nd)) * 1.050.000,

gdje Na i Nd - broj ioniziranih donatora i akceptora, odnosno; Pi - 3,1416; q - vrijednost od elektrona naboja; U - napon primjenjuje; Uk - razlika potencijala na prijelaz; E - vrijednost dielektrične konstante.

Posljedica formule je činjenica da klasični pn prijelaz dioda karakteristične niske jakosti polja i relativno velike debljine. Da elektroni mogu dobiti slobodne zone, što im je potrebno dodatnu energiju (koja dolazi izvana).

Tunel diode koriste u njihovoj izgradnji takve vrste poluvodiča koji mijenjaju sadržaj nečistoća na 10 do 20 stupnja (stupnjeva -3 centimetara), koji je red različit od klasičnih. To dovodi do dramatičnog smanjenja debljine prijelazu, oštar porast intenziteta polja u pn regiji, a time i pojavu prijelaza tunela pri ulasku u elektron valentni pojas ne treba dodatnu energiju. To se događa zato što je razina energije čestica ne mijenja s prolaskom barijere. Dioda tunel je lako razlikovati od normalne svoje voltamper obilježje. Ovaj efekt stvara neku vrstu udara na njega - negativna razlika otpora. Zbog tog tunela diode su naširoko koristi u visokofrekventnih uređaja (debljina smanjenje pn jaz čini takav uređaj visoke brzine), točne mjerne opreme, generatora, i, naravno, računala.

Iako struju kada je učinak tunel može teći u oba smjera, izravnim spajanjem napetost dioda u prijelaznoj zoni povećava, smanjuje broj elektrona u stanju tunela prolaz. Povećanje napona dovodi do potpunog nestanka tunela struje i učinak je samo običan difuzni (kao u klasičnom dioda).

Tu je još jedan predstavnik tih uređaja - unatrag dioda. Ona predstavlja istu dioda tunela, ali s promijenjenim svojstvima. Razlika je u tome što je vodljivost manja od obrnutog veze, u kojima je uobičajeno ispravljanje uređaj „zaključan”, to je više nego u izravan. Preostale svojstva odgovaraju dioda tunela: izvedbe, nisko self-šum, sposobnost izravnati varijabilnih komponente.