Dioda tunelowa

Dioda tunelowa -  dioda półprzewodnikowa posiadająca wyjątkowo cienkie złącze p-n, bardzo wysokie stężenie domieszek oraz ujemną wartością rezystancji dynamicznej po przekroczeniu pewnej wartości napięcia przewodzenia w określonym zakresie napięcia polaryzującego dodatnio. Ujemną rezy­stan­cja dyna­miczna ozna­cza, że w pew­nym zakre­sie dla rosnącej wartości napięcia wartość prądu pły­nącego przez diodę spada. Działanie tego rodzaju diody związane jest z występowaniem zjawiska tunelowania elektronów odkrytego w 1973 roku przez Leo Esaki, a polegającego na przej­ściu cząstki przez barierę o energii więk­szej niż ener­gia cząstki, co opisywane może być jedynie na gruncie mecha­niki kwan­towej.

Zasada działania

W diodzie tunelowej przy wzroście napięcia przewodzenia (złącze p-n spolaryzowane jest w kierunku przewodzenia), natężenie prądu wzrasta dużo szybciej niż przy zastosowaniu typowej diody półprzewodnikowej. Po przekroczeniu pewnej wartości napięcia (napięcie szczytowe) natężenie prądu diody zaczyna spadać, by po osiągnięciu pewnego minimum, z powrotem zacząć wzrastać. W zakresie wzrostów napięć i spadków natężenia prądu dioda wykazuje ujemną wartość rezystancji dynamicznej. Występujące tutaj zjawisko tunelowe związane jest z przej­ściem nośni­ków z pasma walen­cyj­nego do pasma prze­wo­dze­nia z obu obszarów półp­rze­wod­nika (z p do n i z n do p).

Parametry

• punkt szczytowy charakteryzowany za pomocą napięcia i prądu
• punkt doliny charakteryzowany za pomocą napięcia i prądu
• rezystancja dynamiczna w danym zakresie napięcia, którego szerokość związana jest z użytym do produkcji diody materiałem

Zastosowanie

Diody tego typu wyko­rzy­stywane są w urządzeniach mikrofalowych, w  układach impulsowych o dużej szybkości działania (systemy cyfrowych), oraz jako ele­menty wzmacniaczy sygnałów i gene­ra­to­rów o wysokiej częstotliwości.