Удивително полупроводникови устройства - диод тунел

При изучаването на механизма на коригиране на AC на мястото на контакт на два различни среди - полупроводника и метала, Предполага се, че тя се основава на т.нар тунелиране на носители на заряд. Въпреки това, по това време (1932) на нивото на развитие на полупроводниковата технология не е позволено да се потвърди предположението емпирично. Само през 1958 г., японски учен Esaki е в състояние да я потвърдите блестящо, създавайки първия тунел диод в историята. Благодарение на невероятно качество (например, скорост), този продукт е привлякла вниманието на специалисти в различни области на техниката. Заслужава да се обясни, че диод - електронно устройство, което е сдружение на един-единствен орган на два различни материали с различни видове проводимост. Ето защо, електрически ток може да тече през него само в една посока. Промяна на резултатите за поляритет в "затваряне" на диода и повишаване на нейната устойчивост. Увеличаването на напрежението води до "срив".

Помислете как тунелния диод. Класически токоизправител полупроводникови устройства използва кристал, имащ брой на примеси не повече от 10 на 17 градуса (степен -3 см). И тъй като този параметър е пряко свързано с броя на свободните носители зареждане, се оказва, че миналото никога не може да бъде повече от определените граници.

Налице е формула, която позволява да се определи дебелината на междинния слой (преход PN):

L = ((Е * (UK-U)) / (2 * пи * р)) * ((Na + Nd) / (Na * Nd)) * 1050000,

където Na и Nd - брой на йонизирани донори и акцептори, съответно; Pi - 3.1416; р - стойността на таксата за електрон; U - прилага напрежение; Великобритания - разлика в потенциалите на прехода; E - стойност на диелектрична константа.

Последица от формулата е фактът, че за класическа PN преход диод характеристика ниска сила на полето и относително голяма дебелина. Това електроните могат да получат свободна зона, те се нуждаят от допълнителна енергия (предадена от външната страна).

Тунелен диод се използват в тяхната конструкция такива видове полупроводници, които променят съдържанието на онечистване на 10 до 20 градуса (степен -3 cm), която е за различен от класическите. Това води до драматично намаляване на дебелината на прехода, рязкото увеличение на интензивността на полето в региона на PN и, следователно, поява на преход тунел при въвеждане на електрона да валентната зона не се нуждае от допълнителна енергия. Това се случва, защото нивото на енергия на частиците не се променя с течение бариера. диод тунел е лесно разграничени от нормалните си волт-амперна характеристика. Този ефект създава един вид скока върху него - отрицателно диференциално съпротивление. Поради това тунелиране диоди се използват широко в високочестотни устройства (дебелина празнина намаляване PN прави такова устройство с висока скорост), точна измервателна апаратура, генератори, и, разбира се, компютри.

Въпреки ток, когато ефектът на тунела може да протича и в двете посоки, чрез директно свързване на напрежение диод увеличава преходна зона, намаляване на броя на електрони, които могат да тунелиране пасаж. увеличаване на напрежението води до пълното изчезване на тунелиране ток и ефектът е само обикновен дифузна (както е в класическия диод).

Има и друг представител на такива устройства - назад диод. Той представлява същия тунелен диод, но с променени свойства. Разликата е, че стойността на проводимостта на обратна връзка, в която обичайно за поправка на устройството "заключен", тя е по-висока, отколкото в директен. Останалите характеристики съответстват на диод тунел: производителност, ниска собствения шум, способността да се изправи променливите компоненти.