Принцип работы туннельного диода

ТД изготавливают на основе сильно легированных п/п-ков, у кот уд сопр слабо зависит от t. Это справедливо, так как их проводимость близка к металлической,а проводимость ее практически не зав-т от t.Реальные ТД могут работать в пределах от нескольких сотен градусов Цельсия до близких к абсолютному нулю (ЧК).В ТД в отличии от выпрямительного p-n перехода n- и p-области высоко легированы до . т.е. обладает симметричными p-n переходами. В результате толщина ОПЗ до , т.е. становятся на 2 порядка <, чем у обычных выпрямительных диодов. При такой малой ширине ОПЗ резко его прозрачность для туннелирующих эл-нов.Значительная конц-ция примесей в n- и p-области ТД приводит к расщеплению энергетических уровней примесных атомов,в рез-те образ-ся примесные зоны 1 и 2 (см. рисунок 84)

Зона 1 – макс пустых мест в ВЗ.Зона 2 – макс занятых эл-нов. Поэтому легко перейти из зоны 2 в 1.Зоны 1 и 2 сливаются с ЗП в n п/п-ке и с ВЗ в p п/п-ке. P и n изготавливают вырожденными. На рис а) энергетическая диаграмма тун диода при , т.е. исходная диаграмма.

Если на ТД прямое смещение небольшое, то эл-ны из ЗП будут туннелировать на противостоящие свободные и равные уровни энергии в ВЗ. С прямого смещения прямой туннельный ток будет и станет макс, когда макся конц-ция эл-нов в примесной зоне будет соответствовать макс числу свободных уровней в ВЗ. При дальнейшем прямого смещения перекрытие уровня и , а значит у зон 1 и 2 будет , что приведет к тунн тока. И когда уровень расположится против уровня туннелирование прекратится (см. рисунок 82 в). При этом прямой ток не до нуля, так как при этом U начинает преобладать дифференциальный ток p-n перехода. В точке (в) , .

При обратном смещении расстояние ОПЗ и туннелирование эл-нов , обратный ток при этом лавинно , так как туннельный диод обладает высокой проводимостью при обратном смещении.

Дата добавления: 2015-06-04