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

ولتاژ کوچک اعمال شده به دیود تونل (Tunnel diode) 

پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )



نکته : هنگامی که ولتاژ کمی به دیود تونل اعمال می شود که کمتر از ولتاژ داخلی لایه تخلیه است، هیچ جریانی از طریق اتصال جریان نمی یابد.با این حال ، تعداد کمی از الکترون ها در نوار رسانایی ناحیه مثبت دیود به حالت های خالی نوار ظرفیت در ناحیه منفی تونل می کنند. این یک جریان کوچک تونل بایاس رو به جلو ایجاد می کند. بنابراین، جریان تونل با اعمال کمی ولتاژ شروع به جریان می کند.

اگر ولتاژ اعمال شده تا حد زیادی افزایش یابد، جریان تونل زنی به صفر می رسد. در این مرحله، نوار هدایت و باند ظرفیت دیگر همپوشانی ندارند و دیود تونل به همان روشی که دیود اتصال pn معمولی عمل می کند.

نام "دیود تونلی" به دلیل این است که تونل مکانیکی کوانتومی مسئول پدیده ای است که در داخل دیود رخ می دهد. دوپینگ بسیار زیاد است، بنابراین در دمای صفر مطلق، سطوح فرمی در بایاس نیمه هادی ها قرار دارد.دیود های تونلی یک اتصال مثبت به منفی به شدت دوپ شده دارند که حدود 10 نانومتر عرض دارد. دوپینگ شدید منجر به شکستگی شکاف نواری می‌ شود، جایی که حالت‌های الکترونی نوار رسانایی در سمت مثبت کم و بیش با حالت‌ های سوراخ باند ظرفیت در سمت منفی همسو می‌ شوند.



دیود تونلی نوعی دیود نیمه هادی است که به دلیل تونل زنی مکانیکی کوانتومی قادر به کار بسیار سریع در محدوده فرکانس مایکروویو است. به دلیل ویژگی های شیب منفی آن برای نوسانگرها  و گیرنده های سریع ایده آل است . با این حال، نمی توان از آن در مدار های مجتمع بزرگ استفاده کرد و کاربردهای آن را محدود می کند.هنگامی که ولتاژ برای اولین بار اعمال می شود، ستاره های جریانی از آن عبور می کنند. جریان با افزایش ولتاژ افزایش می یابد. هنگامی که ولتاژ به اندازه کافی بالا می رود، ناگهان جریان دوباره شروع به افزایش می کند و ستاره های دیود تونلی مانند یک دیود معمولی رفتار می کنند. به دلیل این رفتار غیرعادی، می توان از آن در تعدادی از برنامه های ویژه ای که در زیر شروع شده است استفاده کرد.

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک