隧道二极管:定义，特性和应用亚博ag安全有保障

什么是隧道二极管?

一种隧道二极管(也称为a隧道二极管）是一种半导体二极管这有效地“消极抵抗性“由于称为隧道的量子机械效应。隧道二极管具有严重掺杂的pn结这是大约10 nm宽。重掺杂导致破碎的带隙，其中N侧的导通带电子状态或多或少地与P侧的价带孔状态对齐。

应用晶体管在非常高的频率范围内，由于渡越时间等影响而受阻。很多设备使用否定形式电导的属性半导体用于这些高频应用。隧道二极管是最常用的负导器件之一。它也被称为Esaki二极管，以L. Esaki的名字命名，以表彰他对这种效应的研究。

在p区和n区掺杂剂的浓度都很高，大约在10左右^24.- 10^25.m³。PN结也突然。出于这个原因，耗尽层宽度非常小。在电流电压特性隧道二极管，我们可以找到一个负斜率区域，当施加正向偏压。

“隧道二极管”的名字是由于量子力学隧道是负责发生在二极管内部的现象。掺杂非常高，所以在绝对零度温度下，费米能级处于半导体的偏置范围内。

隧道二极管特性

当施加反向偏压时，P侧的FERMI水平变得高于N侧的费米水平。因此，从P侧的平衡带的电子的隧道发生在N侧的导通带。随着隧道反向偏置的关系当前也增加了。

当向前偏压被施加时，N侧的费米水平变得更高，即P侧的费米水平，从而发生来自N侧到P侧的电子的隧道。隧道电流的量非常大于正常的结电流。当前向偏置增加时，隧道电流增加到一定限度。

当N侧的带边缘与P侧的FERMI水平相同时，隧道电流最大，在正向偏置中进一步增量隧道电流减小并且我们得到所需的负导电区域。当进一步提高正向偏压时，获得正常的PN结电流，其与所施加的指数成正比电压。给出了隧道二极管的V-I特性，

负电阻用于实现振荡，并且通常CK +功能具有非常高的频率频率。

隧道二极管符号

隧道二极管的符号如下所示。

隧道二极管应用

隧道二极管是一种SC二极管，其能够非常快速，微波频率范围。这是称为隧道的量子机械效果。它是快速的理想选择振荡器并对其负斜率特征进行了分析。但不能大面积使用集成电路- 这就是为什么它是一个应用程序有限。

当第一施加电压时，施加电流恒星流过它。电流随电压的增加而增加。一旦电压突然升高，电流再次开始增加，隧道二极管恒星表现得像正常二极管。由于这种不寻常的行为，它可以在下面开始的特殊应用程序数量中使用。

振荡器电路：
隧道二极管可以作为高频振荡器作为高频之间的过渡导电性非常迅速。它们可用于创建高达5Gz的振荡。即使它们在适当的数字电路中也能够创造性振荡高达100 GHz。

用于微波电路：
普通二极管晶体管在微波操作中表现不佳。因此，微波发生器和放大器都使用隧道二极管。在微波和卫星通信设备中，它们得到了广泛的应用，但最近随着晶体管在这个频率范围内的出现，它们的使用正在迅速减少。

抗核辐射:
隧道二极管抵抗效果磁场，高温和放射性。这就是为什么这些可以用于现代军事装备。这些也用于核磁资源机器。但最重要的卫星通信设备的领域。

隧道二极管振荡器

隧道二极管可以在耦合到调谐电路或腔时进行非常稳定的振荡器电路，偏置在负电阻区域的中心点。这一点是隧道二极管振荡电路的示例。

隧道二极管丢失连接到可调谐腔。通过使用放置在腔体的短，天线进料探针放置在腔体中，实现了松动的耦合。为了提高振荡的稳定性，实现宽大带宽耦合的O / P电源。产生的输出功率范围是几百微型瓦特。