Наша сеть партнеров Banwar
Тунн е ний ді о д, двухелектродний електронний прилад на основі напівпровідникового кристала, в якому є дуже вузький потенційний бар'єр, що перешкоджає руху електронів; різновид напівпровідникового діода . Вид вольтамперної характеристики (ВАХ) Т. д. Визначається головним чином квантово-механічним процесом тунелювання (див. тунельний ефект ), Завдяки якому електрони проникають крізь бар'єр з однієї дозволеної області енергії в іншу. Винахід Т. д. Вперше переконливо продемонструвало існування процесів тунелювання в твердих тілах. Створення Т. д. Стало можливим внаслідок прогресу в напівпровідникової технології, що дозволив створювати напівпровідникові матеріали з досить строго заданими електронними властивостями. Шляхом легування напівпровідника великою кількістю певних домішок вдалося досягти дуже високої щільності дірок і електронів в р - і n- областях, зберігши при цьому різкий перехід від однієї області до іншої (див. Електронно-дірковий перехід ). З огляду на малу ширину переходу (50-150 Å) і досить високій концентрації легуючої домішки в кристалі, в електричному струмі через Т. д. Домінують туннелируют електрони. На рис. 1 наведені спрощені енергетичні діаграми для таких р - n - переходів при чотирьох різній напрузі зсуву U. При збільшенні напруги зсуву до U1 міжзонний тунельний струм (it на рис. 1, б) зростає. Однак при подальшому збільшенні напруги (наприклад, до значення U2, рис. 1, в) зона провідності в n-Область і валентна зона в р-області розходяться, і з огляду на скорочення числа дозволених рівнів енергії для тунельного переходу струм зменшується - в результаті Т. д. переходить в стан з негативним опором . При напрузі, що досягла або перевищив U3 (рис. 1, г), як і в разі звичайного р - n-переходу, домінуватиме нормальний дифузійний (або тепловий) струм.
Перший Т. д. Був виготовлений в 1957 з Німеччина ; проте незабаром після цього були виявлені ін. напівпровідникові матеріали, придатні для отримання Т. д .: Si, InSb, GaAs, InAs, PbTe, GaSb, SiC і ін. На рис. 2 приведені ВАХ ряду Т. д. В силу того що Т. д. В деякому інтервалі напруг зсуву мають негативне диференціальний опір і володіють дуже малою інерційністю, їх застосовують в якості активних елементів в високочастотних підсилювачах електричних коливань, генераторах і перемикаючих пристроях.
Л. Есакі.
Від редакції. Т. д. Був запропонований в 1957 лауреатом Нобелівської премії Л. Есакі , Тому Т. д. Називають також діодом Есакі
Літ .: Esaki L., New phenomenon in narrow germanium р - n junctions, «Physical Review», 1958, v. 109, № 2; його ж, Long journey into tunnelling, «Reviews of modern Physics», 1974, v. 46, № 2.
Мал. 2. Вольтамперні характеристики (ВАХ) тунельних діодів на основі Ge (1), GaSb (2), Si (3) і GaAs (4): U - напруга зсуву на тунельному діоді; I / I m - відношення струму через діод до струму в максимумі ВАХ.
Мал. 1. Енергетичні діаграми електронно-діркового переходу тунельного діода при різній напрузі зсуву (О <U 1 <U 2 <U 3): E fp і E fh - рівні Фермі дірок і електронів; E g - ширина забороненої зони; W - ширина p - n-переходу; е - заряд електрона; i t і i d - тунельний і дифузійний струми.