Fantastisk halvleder enhed - tunnel diode
Når man studerer mekanismen for korrigering af en variabelstrøm på den del af kontakten af to forskellige miljøer - halvlederen og metallet er det blevet antaget, at den er baseret på såkaldt tunnelering af ladningsbærere. Men på det tidspunkt (1932) niveauet for udvikling af halvleder-teknologi er ikke tilladt at bekræfte formodninger empirisk. Kun i 1958, en japansk videnskabsmand Esaki var i stand til at bekræfte det glimrende, at skabe den første tunnel diode i historien. Takket være sin fantastiske kvalitet (fx hastighed), er dette produkt tiltrukket sig opmærksomhed fra specialister på forskellige tekniske områder. Det er værd at forklare, at dioden - en elektronisk anordning, som er en sammenslutning af et enkelt organ af to forskellige materialer, der har forskellige typer af ledningsevne. Derfor kan den elektriske strøm passere gennem den i kun én retning. Polaritetsomformningen fører til en "lukning" af dioden og en stigning i dens modstand. Forøgelse af spændingen fører til "nedbrydning".
Overvej hvordan tunneldioden virker. Klassisk halvlederensretteren anvender en krystal med et antal urenheder, højst 10 ved 17 graders (grad -3 centimeter). Og da denne parameter er direkte relateret til antallet af frie ladningsbærere, viser det sig, at fortiden aldrig kan være mere end de specificerede grænser.
Der er en formel, der giver os mulighed for at bestemme tykkelsen af mellemzonen (p-n overgangen):
L = ((E * (Uk-U)) / (2 * Pi * q)) * ((Na + Nd) / (Na * Nd)) *
hvor Na og Nd er antallet af ioniserede acceptorerog donorer henholdsvis Pi - 3,1416; q er værdien af elektronladningen U er indgangsspændingen; Storbritannien er den potentielle forskel ved overgangssektionen; E er værdien af den dielektriske konstant.
Konsekvensen af formlen er, at forp-n krydset af den klassiske diode er karakteriseret ved lav feltstyrke og en relativt stor tykkelse. For at elektroner skal komme ind i frizonen, har de brug for ekstra energi (kommunikeret udefra).
Tunneldioden bruger i sin konstruktionSådanne typer halvledere, som ændrer indholdet af urenheder til 10 til kraften på 20 (-3 centimeter), hvilket er en størrelsesorden, der er forskellig fra de klassiske. Dette fører til en drastisk reduktion i tykkelsen af overgangen, en kraftig stigning i feltstyrken i regionen af p-n-regionen og som følge heraf udseendet af en tunnelforbindelse, når elektronen ikke har brug for yderligere energi til at komme ind i valensbåndet. Dette skyldes, at partikelets energiniveau ikke ændres efterhånden som barrieren passerer. Tunneldioden kan let skelnes fra konventionelle med sin nuværende spændingskarakteristik. Denne effekt skaber en slags stænk på den - en negativ værdi af differencemodstanden. På grund af dette er tunneldioder meget udbredt i højfrekvente enheder (et fald i tykkelsen af p-n-gapet gør sådan en højhastighedstype), præcis måleudstyr, generatorer og selvfølgelig computerteknologi.
Selv om strømmen i tunnel-effekten er i stand tilstrømning i begge retninger med en direkte forbindelse af dioden øger intensiteten i overgangszonen, hvilket reducerer antallet af elektroner, der er i stand til at tunnle. En stigning i spænding fører til fuldstændig forsvinden af tunnelstrømmen, og effekten er kun på det almindelige diffuse (som i klassiske dioder).
Der er også en anden repræsentant for lignendeenheder - den omvendte diode. Det er den samme tunneldiode, men med ændrede egenskaber. Forskellen er, at ledningsevnen værdien af den omvendte forbindelse, ved hvilken den sædvanlige ensretterindretninger "låst", det er højere end i direkte. De resterende egenskaber svarer til tunneldioden: hastighed, lille indre støj, evnen til at rette de variable komponenter.
