ТУННЕЛЬНЫЙ ДИОД

Цель исследования: Изучить туннельный диод.

Задачи исследования: Изучить устройство, работу и применение силовых диодов.

Методы исследования:

Теоретический.

Аналитический.

Актуальность: Мы продолжаем встречаться с удивительным миром электроники и сегодня в центре нашего вниманья поистине неповторимый элемент с неповторимыми свойствами – туннельный диод. В этой статье я расскажу об приспособлении и принципе его работы, а также в какой сфере находил применение туннельный диод.

Что такое туннельный диод

Определение

Итак, туннельный диод – это микроэлектронный диод, создаженный на базе вырожденного сверхпроводника, на ВАХ (Вольт Амперная Оценка) которого присутствует сфера с отрицательным алгебраическим сопротивлением при дополнении напряжения в непрямом направлении, который объясняется туннельным эффектом.

Кто и когда создал

Данный компонент впервые был предложен в 1957 гектодаре ученым из Японии
Р. Эсаки и изготовлялся либо из германия, либо из арсенида иридия с огромным колличеством присадок с максимальным удельным противодействием.

Более неудачной было признана конструкция с арсенидом галлия, там применялись: Пациенты – олово, сера, теллур, металл, селен и также акцепторы – кобальт и цинк.

Рисунок 1. Японский физик Reona Esaki показывает свой "Диод Эсаки". 29 декабря 1959 год, Токио

За экспериментальное обнаружение эффекта туннелирования электронов в диодах в 1973 году Р. Эсаки был удостоен Нобелевской премии.

Принцип действия и особенности туннельного диода

Для туннельных диодов с экстремально малым сопротивлением, относящимся к так называемой группе вырожденных, свойственны следующие особенности:

Если сравнить с обычными диодными устройствами, то электронно-дырочный переход в несколько десятков раз тоньше у туннельных диодов.

А вот потенциальный барьер наоборот выше в два раза по сравнению с обычными полупроводниковыми элементами.

Кроме этого на изделиях присутствует напряженность поля величиной в 106 В/см даже после отключения напряжения питания.

При этом уникальные свойства проявляются в его ВАХ при прямом смещении в полупроводнике.

Рисунок 2. Схема

Если вы внимательно посмотрите на выше представленную схему, то увидите, что на участке «А» ток возрастает с ростом напряжения, а вот уже на участке «В» наблюдается проявление полупроводником отрицательного сопротивления (туннельный эффект). Это приводит к тому, что при росте напряжения ток наоборот уменьшается. Но уже на участке «С» мы наблюдаем вновь прямую зависимость увеличения тока от роста напряжения на элементе.

Так вот туннельные диоды работают в области «В», рост напряжения выключает его, а снижение – включает.

Рисунок 3. Схема

Заключение:

В данной работе были рассмотрены основные показатели и характеристики туннельных диодов, постулат их работы, упомянуты некоторые отличительные явления.

Основываясь на явлениях туннельных светодиодов можно подтверждать, что они могут быть комбинированы в качестве синтезаторов сигнала, быстродействующих тумблеров и генераторов.

сверхпроводник проводимость прибор туннельный диод