Amazing poluvodičkih uređaja - tunel dioda

Kada je proučavao mehanizam ispravljanja AC na mjestu kontakta dva različita okruženja - poluvodiča i metal, to je hipoteza da se bazira na tzv tuneliranja naboja. Međutim, u to vrijeme (1932) nivo razvoja poluvodičkih tehnologija nije dozvoljeno da empirijski potvrditi nagađanja. Tek 1958. godine, japanski naučnik Esaki bio u stanju da ga sjajno potvrditi, stvarajući prvi tunel dioda u istoriji. Zahvaljujući svom izuzetan kvalitet (npr brzina), ovaj proizvod privukao je pažnju stručnjaka u raznim tehničkim oblastima. To je vrijedno da se objasni da je dioda - elektronski uređaj, koji je udruženje jednog tijela dva različita materijala koji imaju različite vrste provodljivosti. Stoga, električna struja može teći kroz njega samo u jednom pravcu. Mijenjanje rezultata polariteta u "zatvaranje" diode i povećati otpornost. Povećanje napona dovodi do "kvara".

Razmislite kako tunel dioda. Klasični ispravljač poluvodičkih uređaja koristi kristal ima brojne nečistoće ne više od 10 na 17 stepenu (stepen -3 centimetra). A pošto je ovaj parametar je u direktnoj vezi sa brojem slobodnih nosilaca naboja, ispostavilo se da se prošlost nikada ne može biti više od navedene granice.

Postoji formula koja omogućava da se odredi debljinu srednje zone (tranzicije pn):

L = ((E * (Uk-U)) / (2 * pi * q)) * ((Na + ND) / (Na * ND)) * 1050000,

gdje Na i Nd - broj jonizovanog donatora i primaoca, odnosno; Pi - 3,1416; q - vrijednost optužbe elektrona; U - primjenjuje napon; Uk - razlika u potencijalima u tranziciji; E - vrijednost dielektrične konstante.

Posljedica formule je činjenica da je za klasičnu pn tranzicije dioda karakteristična niska jačina polja i relativno veliki debljine. Da elektroni mogu dobiti slobodne zone, koja im je potrebna dodatna energija (prenosili iz vana).

Tunel diode se koriste u njihovu izgradnju takve vrste poluvodiča, koje mijenjaju sadržaj nečistoća na 10 do 20 (stepen -3 centimetara), koji je naređenje razlikuje od klasičnih. To dovodi do dramatičnog smanjenja debljine tranzicije, nagli porast intenziteta polja u pn regiji, a time i pojave tunela tranzicije prilikom ulaska u elektron valentni bend ne treba dodatna energija. Ovo se dešava jer nivo energije čestica ne mijenja sa prolaz barijeru. Tunel dioda je lako razlikovati od normalne svojih voltamper karakteristika. Ovaj efekat stvara neku vrstu nalet na njemu - negativan otpor diferencijal. Zbog toga tuneliranje diode su naširoko koristi u visoke frekvencije uređaja (debljina smanjenje pn jaz čini takav uređaj velike brzine), precizno mjerenje opreme, generatora, i, naravno, kompjutera.

Iako struja kada je efekat tunel je u mogućnosti da teče u oba smjera, direktno povezivanje napetost dioda u povećava prelaznoj zoni, smanjujući broj elektrona u stanju tuneliranja prolaz. povećanje napona dovodi do potpunog nestanka u tuneliranja sadašnjih i efekat je samo na obične difuzno (kao u klasičnom dioda).

Tu je i još jedan predstavnik takvih uređaja - unazad dioda. Predstavlja isti tunel dioda, ali sa izmenjenim svojstvima. Razlika je u tome da je vrijednost provodljivosti obrnuto vezu, u kojoj je uobičajeni pročišćavanje uređaj "zaključan", to je veća nego u direktnom. Preostali svojstva odgovaraju tunel dioda: performanse, nizak šum, sposobnost da se ispravili varijable komponenti.