Туннельный диод

Туннельный диод

Туннельный диод – двухэлектродное электронное устройство на базе полупроводникового кристалла, в котором находится очень узкий потенциальный барьер, препятствующий движению электронов; является разновидностью полупроводникового диода. Вид вольтамперной характеристики (ВАХ) туннельного диода определяется, как правило, квантовомеханическим процессом туннелирования, из-за которого электроны проникают через барьер из одной разрешенной области энергии в другую. Изобретение туннельного диода впервые доказало на практике существование процессов туннелирования в твердых телах. Создание такого диода стало осуществимо в результате прогресса в полупроводниковой технологии, который позволил создавать полупроводниковые материалы со строго заданными электронными свойствами. Путем легирования полупроводника довольно большим количеством конкретных примесей удалось получить очень высокую плотность электронов и дырок в р- и n- областях, не нарушив при этом резкий переход от одной области к другой. В связи с малой шириной перехода (50—150 А) и весьма высокой концентрацией в кристалле легирующей примеси, в электрическом токе, протекающем через туннельный диод, преобладают туннелирующие электроны.

Первый туннельный диод был произведен в 1957 г. из германия; но вскоре после этого были найдены и другие полупроводниковые материалы, из которых можно получить туннельные диоды: Si, InSb, GaAs, InAs, PbTe, GaSb, SiC и др. В силу того что туннельные диоды в определенном интервале напряжений смещения обладают отрицательным дифференциальным сопротивлением и имеют очень малую инерционность, их используют в качестве активных элементов в высокочастотных усилителях электрических колебаний, переключающих устройствах и генераторах.