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

مفهوم تونل زنی در ساختار دیود تونل (Tunnel diode) 

پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )




نکته : ناحیه تخلیه یا لایه تخلیه در در ساختار دیود تونل (Tunnel diode) از یون های مثبت و یون های منفی تشکیل شده است. به دلیل این یون های مثبت و منفی، یک میدان پتانسیل یا الکتریکی داخلی در منطقه تخلیه وجود دارد. این میدان الکتریکی در ناحیه تخلیه نیروی الکتریکی در جهت مخالف میدان الکتریکی خارجی (ولتاژ) اعمال می کند.نکته دیگری که باید به خاطر بسپاریم این است که سطح انرژی باند ظرفیت و باند هدایت در (نیمه هادی نوع مثبت) کمی کمتر از سطح انرژی باند ظرفیت و باند هدایت در نیمه هادی نوع منفی است.این تفاوت در سطوح انرژی به دلیل تفاوت در سطوح انرژی اتم های ناخالص (اتم های دهنده یا پذیرنده) مورد استفاده برای تشکیل نیمه هادی نوع مثبت و نوع منفی است.

اگر ولتاژ اعمال شده تا حد زیادی افزایش یابد، دیود تونل مانند یک دیود معمولی رفتار می کند و جریان تونل صفر و حداکثر جریان دیود را نشان می دهد. اگر ولتاژ اعمال شده بیشتر از ولتاژ لایه تخلیه باشد، جریان تونل شروع به کاهش می کند تا سطح ولتاژ دره پس از آن جریان به طور تصاعدی افزایش یابد.

ناحیه اهمی : بخشی از منحنی که در آن جریان به صورت خطی افزایش می یابد، منطقه اهمی نامیده می شود. در ناحیه اهمی دیود تونلی مانند دیود خطی عمل می کند. ولتاژ بایاس ناحیه اهمی صفر تا پیک ولتاژ است.

ناحیه مقاومت منفی : بخشی از منحنی که در آن جریان تونل کاهش می‌یابد که به منطقه مقاومت منفی معروف است. ولتاژ بایاس از ولتاژ پیک به ولتاژ دره است. منطقه مقاومت منفی به طور گسترده ای از ویژگی دیود تونل استفاده می شود.

ناحیه اشباع : در دیود ولتاژ بسیار بالا به سطح اشباع رسیده در ناحیه اشباع، دیود تونل مانند یک دیود معمولی بایاس رو به جلو عمل می کند که در آن جریان به طور تصاعدی افزایش می یابد.



پهنای ناحیه تخلیه بستگی به سطح دوپینگ در مواد نیمه هادی دارد، اگر سطح دوپینگ زیاد باشد عرض ناحیه تخلیه نازک است و اگر سطح دوپینگ کم باشد عرض لایه تخلیه بیشتر است. در دیود تونلی، عرض ناحیه تخلیه بسیار نازک است (زیرا دیود تونلی یک دستگاه نیمه هادی بسیار دوپ شده است)، بنابراین هنگامی که ولتاژ پایین در ترمینال اعمال می شود.

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک