شناخت از اصطلاح جریان (تونل زنی) یا Diode and transistor tunneling برای (دیود و ترانزیستور) در( مبانی الکترونیک)
پژوهشگر و نویسنده: ( افشین رشید )
نکته : ترانزیستور و دیود ها قطعات نیمه رسانای الکترونیکی هستند که این امکان را به جریان می دهند که در یک جهت بیشتر از بقیه برقرار شوند. سازوکار این قطعه وابسته به ناحیهٔ تهی، بین نیمه رسانای نوع n ونوع p می باشد. وقتی اینها کاملاً پر شوند، ناحیه تهی می تواند به قدر کافی برای تونل زدن باریک شود. پس از آن اگر بایاس مستقیم کمی اعمال شود جریان حاصل از تونل زنی بسیار قابل توجه خواهد بود، و مقدار حداکثر در جایی است که ولتاژ بایاس طوری است که سطح انرژی در نوار رسانایی p و n یکسان است. یک سد ساده را می توان بااستفاده از دو رسانا و یک عایق نازک ایجاد کرد، که اتصال تونل هستند.
هم زمان با افزایش ولتاژ بایاس، دیود به طور ایده آل عمل می کند. چون جریان تونل زنی به سرعت از بین می رود، می توان دیود تونلی با ولتاژ متغیر برای کاهش جریان با افزایش ولتاژ، تولید کرد. این ویژگی خاص در چندین مورد کاربرد دارد. دیود تونلی تشدید شده، استفاده از تونل زنی کوانتومی را در روش های مختلف برای دسترسی به نتایج شبیه به این ممکن می سازد. این دیود در جریان زیاد ولتاژ خاصی را ایجاد می کند که ولتاژ تشدید گفته می شود. اینجا یک چاه پتانسیل کوانتومی ایجاد می شود که دارای حداقل سطح انرژی گسسته است. وقتی که این مقدار انرژی بیشتر از انرژی الکترون باشد هیچ تونل زنی اتفاق نمی افتد و دیود در بایاس معکوس است.
در ترانزیستور ها می توان با استفاده از تونل زنی کوانتومی پدیده برخورد و رفتار الکترون ها را توضیح داد. وقتی یک بسته موج الکترون آزاد به آرایه ای از چند سد برخورد می کند، قسمت بازتابیده موج با قسمت عبور کرده تداخل می کند، در نتیجه مواردی با صد در صد عبور وجود دارد. این نظریه پیش‌بینی می کند که اگر هسته با بار مثبت آرایه مستطیلی کاملی تشکیل دهد، الکترون های درون فلز به عنوان الکترون های آزاد تونل می زنند و این کار منجر به رسانایی بالا می شود.
(تونل زنی) یا Diode and transistor tunneling برای (دیود و ترانزیستور) که در مدارات الکترونیکی هم سرعت را افزایش می دهد و هم قدرت را در مقایسه کننده های دیفرانسیل کاهش می دهد. این عملکرد بیشتر مورد استفاده ویژه ای در کاربردهای سنتز مستقیم دیجیتال است. و با آن توانمندی مدار را می توان برای بهبود عملکرد در منطق سرعت بالا و برنامه های پردازش سیگنال توسعه داد.
نویسنده: دکتر (افشین رشید )