Велика Радянська Енциклопедія

Тунельний діод

   
 

Тунельний діод, двухелектродний електронний прилад на основі напівпровідникового кристала, в якому є дуже вузький потенційний бар'єр, 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 можливо в результаті прогресу в напівпровідниковій 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 ). Через малої ширини переходу (50-150 A) і досить високої концентрації легуючої домішки в кристалі, в електричному струмі через Т. д. домінують тунелює 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 U 2, рис. 1 , в) зона провідності в n-області і валентна зона в р-області розходяться, і зважаючи 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 що перевищив U 3 ( рис. 1 , г) , як і у випадку звичайного р - n-переходу, домінуватиме нормальний дифузійний (або тепловий) струм.

Перший Т. д. був виготовлений в 1957 з германію ; проте незабаром після цього були виявлені ін напівпровідникові матеріали, придатні для здобуття Т. д.: Si, InSb, GaAs, InAs, PbTe, GaSb, SiC та ін На рис. 2 наведені ВАХ ряду Т. д. У 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 у високочастотних підсилювачах електричних коливань, генераторах і перемикальних 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.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я