Neverjetno polprevodniška naprava - tunel dioda

Pri preučevanju mehanizma za odpravo na AC na mestu stika dveh različnih okolij - polprevodnikov in kovine, je bilo hipotezo, da je na osnovi tako imenovanega tuneliranje nosilcev naboja. Vendar pa je v tem času (1932) stopnji razvoja tehnologije polprevodnikov ni dovoljeno, da se potrdi domneva empirično. Šele leta 1958, je japonski znanstvenik Esaki mogli potrditi briljantno, ustvarjanju prvega predora diode v zgodovini. Zaradi svoje neverjetno kakovost (na primer, hitrost), je ta izdelek pritegnila pozornost strokovnjakov na različnih tehničnih področjih. Pri tem je treba pojasniti, da diode - elektronsko napravo, ki je združenje eno osebo dveh različnih materialov, ki imajo različne vrste prevodnosti. Torej, lahko električni tok teče skozi njo le v eno smer. Spreminjanje rezultate polarnost v "zapiranje" diode in povečati svojo odpornost. Povečanje napetosti vodi do "okvare".

Razmislite, kako tunel dioda. Klasična usmerniška polprevodniška naprava uporablja kristal, ki ima več nečistoč ne več kot 10 na 17 stopnji (stopnja -3 centimeter). In ker je ta parameter je neposredno povezana s številom prostih nosilcev naboja, se izkaže, da preteklost ne more biti več kot določenih meja.

Obstaja formula, ki omogoča določitev debeline vmesnega območja (prehod pn):

L = ((E * (UK-U)) / (2 * Pi * q)) * ((Na + Nd) / (Na * nd)) * 1050000,

kjer Na in Nd - število ioniziranih darovalcev in sprejemnikoma, v tem zaporedju; Pi - 3,1416; q - vrednost za električni naboj; U - uporabljena napetost; UK - razlika potencialov pri prehodu; E - vrednost dielektrične konstante.

Posledica formulo je dejstvo, da pri klasičnem pn prehod diode karakteristiko nizkega poljsko jakostjo in relativno velik debelino. Da elektroni lahko dobite prosto cono, ki jih potrebujejo dodatno energijo (je podeljen od zunaj).

Predor diode se uporabljajo za njihovo izdelavo take vrste polprevodnikov, ki spremenijo vsebnost nečistoč na 10 do 20 stopnje (stopinj -3 centimetrov), ki je red razlikujejo od klasičnih. To vodi do bistveno zmanjšanje debeline prehoda, močnega povečanja jakosti v pn regiji in posledično pojava tunelski prehod ob vstopu elektronov v valence pasu ne potrebuje dodatne energije. To se zgodi zato, ker je raven energije delcev ne spreminja z prehod zapornice. Diodni predor zlahka razlikovati od normalnega njenega voltov-amper lastnosti. Ta učinek ustvarja nekakšen val na njem - negativno diferencialno odpornost. Zaradi tega tuneliranja so diode pogosto uporabljajo v visokofrekvenčnih naprav (debelina reže pn zmanjšanje prodira takšno napravo visoke hitrosti), natančno merilno opremo, generatorji, in seveda računalniki.

Čeprav toka, ko je učinek predor lahko teče v obeh smereh, s priključitvijo napetosti diode zvečanje prehodne cone, zmanjšanje števila elektronov, ki lahko tuneliranje prehoda. povečanje napetosti vodi do popolnega izginotja tunelskega toka in vpliv le na rednem razpršenih (kot v klasični diode).

Obstaja tudi en predstavnik teh naprav - nazaj diode. Predstavlja isti tunel diode, ampak s spremenjenimi lastnostmi. Razlika je v tem, da je prevodnost vrednost obratnem povezave, pri kateri običajno popravku naprava "zaklenjeni" višje kot neposredna. Ostale lastnosti ustrezajo diode predora: učinkovitost, nizka samozavest hrupa, sposobnost poravnajte variabilnega dela.