Тунелен диод

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Тунелен диод
GE 1N3716 tunnel diode.jpg
Тунелен диод, поставен до стандартен преходник за сравнение на размера
Принцип на работа Тунелен ефект
Изобретен Лео Есаки (1957)
Начало на производство Сони (1957)
Символично означение
Tunnel diode symbol bg.svg

Тунелен диод е диод, при който се използва тунелния ефект, който се обяснява от квантовата механика.

Свойства и приложение[редактиране | edit source]

От схемотехническа гледна точка тунелният диод е елемент с два извода, който на волт-амперната си характеристика има падащ участък, тоест, такъв с отрицателно съпротивление. Поради това с тези диоди могат да се правят усилватели, генератори и превключващи схеми. Този участък е при напрежение под половин волт, поради което те се нуждаят от много малко напрежение и мощност. Това е предимство в някои случаи, но ограничава приложението им.

Волт-Амперна характеристика на тунелен диод

Тунелен ефект[редактиране | edit source]

Тунелният ефект представлява преминаване на електрони през потенциална бариера, чиято височина е по-голяма от собствената енергия на електроните. Такова преминаване е възможно, когато широчината на прехода е достатъчно малка, съизмерима с междуатомните разстояния. Тогава електроните, които се движат по своята орбита, може да се окажат на разстояние от атомното ядро, по-голямо от широчината на прехода. По такъв начин те преодоляват бариерата сякаш през тунел, независимо, че енергията им е по-малка от височината на потенциалната бариера (при преодоляването на бариерата електроните не преминават през нея - поради неопределеността на местоположението им, дължащо се на вълновата им природа, електроните имат вероятността да се намират в точка, намираща се от другата страна на потенциалната бариера).

Тунелните диоди са плоскостни диоди със силно легирани (с голяма концентрация на примеси) Р и N области. При тези условия се създава PN преход с много малка широчина и голям интензитет на електрическото поле. Тези особености на прехода създават възможност да се проявява тунелният ефект.