Niesamowite urządzenie półprzewodnikowe – diody tunel

Badając mechanizm prostujący jest AC w miejscu styku dwóch różnych środowiskach – półprzewodnik i metal, został on hipotezę, że jest ona oparta na tzw tunelowania nośników ładunku. Jednak w tym czasie (1932) poziom rozwoju technologii półprzewodnikowej nie może potwierdzić przypuszczenie empirycznie. Dopiero w 1958 roku, japoński naukowiec Esaki był w stanie potwierdzić to znakomicie, tworząc pierwszą diodę tunel w historii. Dzięki niesamowitej jakości (np, prędkość), produkt ten przyciąga uwagę specjalistów w różnych dziedzinach techniki. Warto przy tym wyjaśnić, że diody – urządzenia elektronicznego, który jest związkiem z jednego korpusu z dwóch różnych materiałów mających różne rodzaje przewodności. Dlatego prąd elektryczny może przepływać przez nią tylko w jednym kierunku. Zmiana biegunowości wyniki w „zamknięciu” diody i zwiększyć jego odporność. Zwiększenie napięcia prowadzi do „załamania”.

Zastanów się, jak dioda tunelu. Klasyczny prostownik półprzewodnikowe urządzenie wykorzystuje kryształ mający wiele zanieczyszczeń, nie więcej niż 10 na 17 stopni (stopień -3 centymetr). A ponieważ ten parametr jest bezpośrednio związana z liczbą wolnych nośników ładunku, okazuje się, że przeszłość nie może zawierać więcej niż określonych granic.

Jest wzór, który umożliwia określenie grubości strefy pośredniej (PN przejściowy)

L = ((E * (UK-U)) / (2 * pi * P)) * ((Na + ND) / (N * Nd)) * 1050000,

gdzie Na i Nd – ilość akceptorów i donorów zjonizowanych, odpowiednio; Pi – 3,1416; Q – wartość opłaty elektronów; U – napięcie stosowane; Uk – różnica potencjałów w okresie przejściowym; E – wartość stałej dielektrycznej.

Konsekwencją tego wzoru jest to, że w przypadku klasycznego PN diody przejście charakterystyki niskim natężeniu i o stosunkowo dużej grubości. Że elektrony mogą uzyskać bezpłatną strefę, potrzebują dodatkowej energii (nadawaną z zewnątrz).

Diody tunelowe są używane do ich budowy takich typów półprzewodników, które zmieniają zawartości zanieczyszczeń do 10 stopni (20 stopni -3 centymetrów), który to rozkaz różni się od klasycznych nich. Prowadzi to do dramatycznego zmniejszenia grubości przejściowym gwałtowny wzrost natężenia pola w obszarze pn, a w konsekwencji występowania przejścia podczas wprowadzania tunelu elektron do pasma walencyjnego nie potrzebuje dodatkowej energii. Dzieje się tak dlatego, że poziom energii cząstek nie zmienia blokady przejścia. Dioda tunel jest łatwe do odróżnienia od normalnych jego charakterystyki voltoamper. Efekt ten tworzy rodzaj fali na nim – ujemnej rezystancji różnicowej. W związku z tym tunelowania diody są szeroko stosowane w urządzeniach o wysokiej częstotliwości (grubość szczeliny pn redukcja sprawia takiego urządzenia high-speed), dokładny sprzęt pomiarowy, generatory, i, oczywiście, komputery.

Chociaż obecny, gdy efekt tunelowy może przepływać w obu kierunkach, przez bezpośrednie podłączenie napięcia diody zwiększa strefę przejściową, co zmniejsza liczbę elektronów zdolnych tunelowego przejścia. Wzrost napięcia prowadzi do całkowitego zaniku prądu tunelowego, a efekt jest tylko na zwykłym rozproszonym (jak w klasycznej diody).

Istnieje również inny przedstawiciel takich urządzeń – dioda wsteczna. Reprezentuje to samo diody tunelowego, lecz o zmienionych właściwościach. Różnica polega na tym, że wartość przewodności odwrotnego podłączenia, w którym zwykle urządzenie rektyfikacji „zamkniętym”, to jest większa niż bezpośrednia. Pozostałe właściwości odpowiadają diody tunelu: wydajność, niski poziom szumów własnych, zdolność do prostowania zmiennych składników.