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

دیود تونل (Tunnel diode) در حالت بایاس رو به جلو (مقداری ولتاژ مثبت روی دیود تونل اعمال می شود)

پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )



نکته : در دیود تونلی، جریان معمولی الکتریکی ناشی از "تونل سازی" است. دیود تونل به عنوان یک وسیله سوئیچینگ بسیار سریع در کامپیوترها استفاده می شود. همچنین در نوسان سازها و تقویت کننده های فرکانس بالا استفاده می شود.

عملکرد دیود تونل به اصل مکانیک کوانتومی که به نام "تونل زنی" شناخته می شود، بستگی دارد. در الکترونیک، تونل زنی به معنای جریان مستقیم الکترون ها در سراسر ناحیه تخلیه کوچک از نوار رسانایی سمت n به باند ظرفیت سمت p است.

دیود تونل (Tunnel diode) در حالت بایاس رو به جلو وهنگامی که یک ولتاژ مثبت کوچک کمتر از پتانسیل منطقه تخلیه اعمال شود. در این شرایط مقداری از الکترون باند رسانایی تونل نوع n در باند ظرفیت خالی از نوع p، جریان کمی را از طریق دیود ایجاد می کند.هنگامی که ولتاژ افزایش می یابد، تعداد زیادی الکترون آزاد در سمت n و حفره هایی در سمت p تولید می شود. به دلیل افزایش ولتاژ و بازگشت ولتاژ افزایش می یابد. سطح انرژی نوار رسانایی از نوع n دقیقاً برابر با سطح انرژی باند ظرفیتی در حداکثر جریان تونل نوع p است.





دیود تونل Tunnel diode تحت تابش موج الکترومغناطیسی محاسبه و با نتایج حاصل وقتی تابش الکترومغناطیسی وجود ندارد. و برای محاسبه مشخصه جریان - ولتاژ نیاز به محاسبه ضریب عبور الکترون ها از ساختارهای سد و چاه در این قطعه می باشد که برای محاسبه ضریب عبور الکترون ها در حضور تابش الکترومغناطیسی روش تفاضل متناهی حوزه زمانی  و در حالتی که تابش الکترومغناطیسی وجود ندارد روش ماتریس انتقال و روش تفاضل متناهی حوزه زمانی به کار برده شده است.در کاربرد های مداری مقاومت منفی دیود تونل را می ‌توان برای کلید زنی  ، نوسان ، تقویت و سایر عملیات مداری مورد استفاده قرار داد. این حوزه وسیع کاربردی همراه با این واقعیت که فرآیند تونل زنی تاخیر زمانی رانش و نفوذ را ندارد، دیود تونلی را یک انتخاب طبیعی برای مدار های بسیار سریع ساخته است. 


پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک