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

کاربردهای مداری دیود تونل (Tunnel diode) _ معرفی 5 مدار اصلی با دیود تونل (Tunnel diode) 

پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )



نکته : 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 نوسانگر ها  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 به مدار اصلی با دیود تونل (Tunnel diode) اعمال می شود، الکترون 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 غیرمعمول، می توان از آن در تعدادی از برنامه های ویژه ای که در زیر شروع شده است استفاده کرد.

مدارهای نوسانگر:

از دیودهای تونلی می توان به عنوان نوسانگرهای فرکانس بالا استفاده کرد زیرا انتقال بین رسانایی الکتریکی بالا بسیار سریع است. می توان از آنها برای ایجاد نوسان تا 5Gz استفاده کرد. حتی آنها قادر به نوسان خلاقیت تا 100 گیگاهرتز در مدارهای دیجیتال مناسب هستند.


مورد استفاده در مدارهای مایکروویو:

دیودها و ترانزیستورهای معمولی عملکرد خوبی در عملیات مایکروویو ندارند. بنابراین از دیودهای تونلی برای ژنراتورها و تقویت کننده های مایکروویو استفاده می شود. آنها به طور گسترده در تجهیزات ارتباطی مایکروویو و ماهواره ای استفاده می شدند، اما با در دسترس قرار گرفتن ترانزیستورهایی که در این محدوده فرکانس کار می کنند، استفاده از آنها در حال کاهش است.


مقاوم در برابر تشعشعات هسته ای :
دیودهای تونلی در برابر اثرات میدان های مغناطیسی ، دمای بالا و رادیواکتیویته مقاوم هستند. به همین دلیل است که می توان از آنها در تجهیزات نظامی مدرن استفاده کرد. اینها در ماشین منابع مغناطیسی هسته ای نیز استفاده می شوند. اما مهمترین زمینه استفاده آن از تجهیزات ارتباطی ماهواره ای 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