مطالب تخصصی و فوق تخصصی (برق _الکترونیک) و (دکترای نانو _ میکرو الکترونیک)

بخش دیود تونل (Tunnel diode) _ بسیار رسانا و بسیار پر فشار

دوپینگ سنگین در دیود تونل (Tunnel diode)

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )

نکته : دیود تونلی (که دیود اساکی نیز نامیده می‌شود) یک دیود pn است که هر دو طرف آن به‌ طور انحطاط دوپینگ شده‌اند، به طوری که انرژی فرمی‌در نوار رسانایی در سمت n و در نوار ظرفیت در سمت p قرار می‌ گیرد. دوپینگ سنگین منجر به عرض تخلیه باریکی می‌شود که الکترون‌ها می‌توانند از آن تونل عبور کنند. در بایاس صفر، انرژی فرمی‌در هر دو طرف یکسان است و جریان صفر است.

همانطور که ولتاژ رو به جلو اعمال می‌شود، انرژی‌های شبه فرمی‌الکترون‌ها و حفره‌ها از هم جدا می‌شوند و تمام حالت‌های بین دو انرژی شبه فرمی‌در سمت n اشغال می‌شود و در سمت p خالی می‌شود تا الکترون‌ها بتوانند در سراسر اتصال تونل بزنند. در ابتدا تعداد حالت‌هایی که می‌توانند در تونل سازی شرکت کنند با افزایش ولتاژ بایاس افزایش می‌یابد بنابراین جریان با ولتاژ بایاس افزایش می‌یابد. با این حال، در یک ولتاژ بایاس رو به جلو مشخص، حالات اشغال شده در سمت n از نظر انرژی بالاتر از حالت‌های خالی در سمت p حرکت می‌کنند و جریان تونل کاهش می‌یابد.

نکته : در ساختار دیود تونلی محدوده‌‌‌ای از ولتاژ بایاس رو به جلو وجود دارد که در آن مقاومت دیفرانسیل منفی مشاهده می‌شود تا زمانی که ولتاژ به اندازه کافی بالا باشد که مکانیزم جریان انتشار استاندارد اعمال شود و جریان دوباره افزایش یابد.

دیود تونل یک دیود اتصال بسیار رسانا و بسیار پر فشار که در ساختار آن جریان به دلیل تونل زنی القا می‌شود. تونل سازی پدیده انتقال در ماده نیمه‌هادی است که در آن حامل بار به جای صعود از طریق آن ، سد در برابر اضافه جریان را محکم می‌کند. دیود تونل مقاومت منفی در محدوده عملیاتی در مدارات الکترونیکی از خود نشان می‌دهد. بنابراین می‌توان از آن به عنوان تقویت کننده ، نوسان ساز و در هر مدار تعویض استفاده کرد.

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک