Туннельные и обращенные диоды

Тунельные диоды представляют собой полупроводниковый прибор на основе высоколегированного полупроводникового материала, используется в быстродействующих электронных переключателях (до переключений в секунду), генераторах и усилителях электрических колебаний сверхвысоких частот.

Обращенные диоды используются для переключения, детекттирования и преобразования частоты.

Эти диоды изготавливают из германия и арсенида галия с высокой концентрацией примеси, что позволяет получить очень узкий p – n переход.

В таких переходах возникают условия для относительно свободного туннельного прохождения электронов через потенциальный барьер (туннельный эффект). Вероятность этого процесса возрастает при увеличении напряженности электрического поля в области перехода.

Туннельный эффект приводит к появлению на прямой ветви ВАХ диода падающего участка (а. б.) с отрицательным сопротивлением (рисунок 11, а)

а) ВАХ туннельного б) ВАХ обращенного диода Рисунок 11

Поскольку туннельный ток не связан со сравнительно медленными процессами диффузии или дрейфа электронов, туннельные диоды являются практически безинерционными приборами, туннельный эффект слабо зависит от температуры, поэтому туннельные диоды можно использовать в диапазоне температур от – 100 до +150 .

В обращенных диодах концентрация примесей меньше, чем в туннельных, несколько изменяет их ВАХ (рисунок 11, б). Ток максимума на прямой ветви ВАХ незначительный или полностью отсутствует. В таких диодах при прямом смещении p – n – перехода протекает ток, обусловленный инжекционными процессами, а при обратном смещении туннельным механизмом. Следовательно, характеристика обращенного диода представляет собой обратную характеристику туннельного диода, а при обратном смещении – прямую характеристику обычного диода, однако с туннельным характером тока.

К основным параметрам туннельных и обращенных диодов относятся:

и – максимальный и минимальный токи, соответствующие максимуму и впадине ВАХ.