Вопрос 12. Полупроводниковые туннельные диоды – устройство,принцип действия, особенности применения, характеристики и параметры.
Устройство.
Это полупроводниковый диод на основе выражденного полупроводника в котором туннельный эффект приводит к появлению на прямой ветви ВАХ с отрицательным дифференциальным сопротивлением.
Принцип действия.
При небольших смещениях, как в прямом так и в обратном направлении через переход протекает туннельный ток электронов, величина которого зависит от приложенного напряжения.
Когда подаем обратное напряжение, то участок -1 он фактически соответствует участку туннельного пробоя.
При очень малых напряжениях сразу начинается пробой, тк из р будут перебрасываться в n.
Участок 0,1,2 – рост тока обусловлен тем ,что в туннелировании участвуют основные носители заряда (электроны) и увеличение прямого напряжения приводит к тому что на одном уровне оказывается энергетические уровни наиболее густо «населенные» основнымые носители заряда.
Участок 3 – перекрытие уровней уменьшается. Уже расположение разное в нём участвует все меньше кол-во электронов.
И так продолжается до участка 4, где дно зоны проводимости около стен поднимается выше потолка валентной зоны.
Участок 5 – рост тока обуславливается тем,что прикладывает довольно большое напряжение и больше число электронов будет участвовать в диффузии.
Особенности применения.
Благодаря тому, что туннельный ток не связан с относительно медленными процессами диффузии и дрейфа носителей заряда, туннельные диоды могут работать на очень высоких частотах, вплоть до нескольких сотен ГГц. Диоды применяются в качестве генераторов и высокочастотных переключателей.
Характеристики и параметры.
Изменяя прямое напряжение мы меняем взаимное расположение энергетических уровней.
Фактически координаты особенных точек этой ВАХ
1. Iп – пиковый ток, соответствующий максимуму тока ВАХ.
2. Iв – ток впадины, соответствующий минимуму тока ВАХ.
3. Uп – напряжение пика.
4. Uв – напряжение впадины.
Благодаря тому, что туннельный ток не связан с относительно медленными процессами диффузии и дрейфа носителей заряда, туннельные диоды могут работать на очень высоких частотах, вплот
