studiet av mekanismen för rättelse av växelström inom området för kontakt mellan två olika miljöer - halvledar och metallen, har det antagits att det är baserat på den så kallade tunneleffekt av bärare.Men på den tiden (1932) Nivån på utvecklingen av halvledarteknik är inte tillåtet att bekräfta gissningar empiriskt.Endast i 1958 var en japansk forskare Esaki kunna bekräfta det briljant, skapa den första i historien av tunneldiod.Tack vare sin fantastiska kvalitet (särskilt hastighet), har denna produkt uppmärksammats av specialister inom olika teknikområden.Det är uppenbart att den diod - en elektronisk anordning som är en förening i ett enda fall av två olika material med olika typer av konduktivitet.Därför kan elektrisk ström flyta genom den i bara en riktning.Ändring av polaritet leder till den "stängda" diod och öka dess motstånd.Ökningen av spänningen leder till en "uppdelning".
Tänk hur tunneldiod.Classic likriktarhalvledar enheten använder en kristall med ett antal föroreningar högst 10 vid 17 graders (grad -3 cm).Och eftersom denna parameter är direkt relaterad till antalet fria laddningsbärare, visar det sig att det förflutna aldrig kan vara mer än den angivna gränsen.
Det finns en formel som gör det möjligt att bestämma tjockleken av det mellanliggande området (övergång pn):
L = ((E * (Uk-U)) / (2 * pi * q)) * ((Na ^ Nd) / (Na* Nd)) * 1050000,
där Na och Nd - antalet joniserade donatorer och mottagare, respektive;Pi - 3,1416;q - värdet av elektronladdningen;U - pålagd spänning;Uk - potentialskillnad vid övergångsområdet;E - dielektricitetskonstant.
konsekvens av formeln är det faktum att pn-övergångsdiod klassiska kännetecknas av låg fältstyrka och en relativt stor tjocklek.Till elektronerna kunde få en frizon behöver de extra energi (överförs från utsidan).
tunneldiod i sin design använder dessa typer av halvledare, som ändrar föroreningshalten till 10 till 20 grader (grad -3 cm) som är mycket annorlunda från de klassiska.Detta leder till en drastisk minskning av tjockleken av övergången, en kraftig ökning av fältstyrkan i pn-regionen och, som en konsekvens, uppkomsten av tunneln korsningen, när elektronen att komma in i valensbandet inte behöver extra energi.Detta beror på att energinivån hos partiklarna inte ändras under passagen barriären.Den tunneldiod kan lätt skiljas från det vanliga genom sin ström-spänningskarakteristik.Denna effekt gör henne ett slags våg - negativ differentiell resistans.Genom denna tunnel dioder används i stor utsträckning Apparater högfrekvens- (tjocklek minskning pn period gör en sådan snabb enhet), precision mätutrustning, generatorer och, naturligtvis, datorer.
Fastän strömmen vid tunneleffekten kan strömma i båda riktningarna, med en direktanslutning diodspänningen i övergångszonen ökas genom att minska antalet elektroner som kan tunnelpassagen.Ökningen av spänningen leder till det fullständiga försvinnandet av tunnelströmmen och effekten är bara på vanliga diffusa (som i klassiska dioder).
Det finns också ytterligare en företrädare för sådana anordningar - inför diod.Det är samma tunneldiod, men med förändrade egenskaper.Skillnaden är att värdet på konduktiviteten hos anslutningen i motsatt riktning, i vilken en konventionell likriktaranordning "låst", är det högre än den direkta.De andra egenskaper överensstämmer med tunneldiod: prestanda, låg själv brus, förmågan att räta de rörliga delarna.
