Elektronika 1

Tunel diodlar

Tunel diodlar ko‘p miqdorda aralashmali yarim o‘tkazgichlardan tayyorlanadi (yaratilgan yarim o‘tkazgichlar). Yaratilgan yarim o‘tkaz- gichlar asosida bajarilgan n-p o‘tishni voltam- perli tavsifi manfiy qarshilikli xududga ega bo‘lib, bunda kuchlanish ko‘payganda oqib o‘tadigan tok kamayadi. Manfiy qarshilikka ega bo‘lgan element, elektr energiyani talab qilmaydi, uni zanjirga beradi, ya’ni zanjirning faol elementi hisoblanadi.

Volt-amperli tavsifining tushib ketuvchi qismi bo‘lgani uchun tunel diodlarni generatorlar va keng diapazon chastotali shu jumladan SVCH (o‘ta yuqori chastotali), elektr tebranishlarni kuchaytirgichlari sifatida va yuqori tezikli qayta ulashlar sifatida ishlatishga imkon yaratadi.
Tunel diodlar yaratilgan yarim o‘tkazgichlardan, asosan, germaniy, kremniy va arsenad gal- liydan tayyorlanadi. Potensial to‘siq orasidan tashuvchilarni tunel o‘tishi uchun n-p o‘tish tor va keskin bo‘lgani sababli, tunel diodlarning n-p o‘tishlari eritib quyish usuli bilan tayyorlanadi. Bundan tashqari, yaratilgan qatlamlarni epitaksial qo‘shib borish usuli qo‘llaniladi, bu shuningdek keskin o‘tishlarni olishga yordam beradi. Sig‘imni kamaytirish uchun (demak, manfiy qarshilik bilan faol element sifatida ishlashi mumkin bo‘lgan tunel diodni yuqori chegaraviy chastotasini oshirish uchun) p-n o‘tishlarni kichik maydonini olish usuli qo‘llaniladi.

7-rasm.
7-rasmda tunel diodning volt-amperli tavsifi ko‘rsatilgan. Unig shakli aralashmalar konsentratsiyasiga, konsentratsiya miqdori bir xil bo‘lganda aralashmalar turiga va haroratiga bog‘liq, shu bilan birga haroratga bog‘liqligi turli materiallardan tayyorlangan tunel diodlar uchun har xil bo‘ladi.
Tunel diodni volt-amperli tavsifini ifodalovchi asosiy parametri bo‘lib pastga tashuvchi qismini qiyaligini ko‘rsatadigan manfiy differensial qarshilik hisoblanadi:

O‘tishni potensial to‘sig‘idan elektronlarni tunel o‘tishi diffuziyasi sekin o‘tadigan jarayoni bilan bog‘liq bo‘lmagani sababli, bunda tunel tokni uzatish tezligi yuqori (kuchli legirlangan germaniy uchun, taxminan 10^-13_с) va tashuvchilarni kam xarakatlanuvchilik hisobiga tunel diodlarda inersiyalik bo‘lmaydi. Shuning uchun tunel diodlarni chastotaviy xususiyatlari tokni uzatish tezligi bilan aniqlanmasdan, balki faqat kostruksiyaga bog‘liq bo‘lgan omillar bilan: n-p o‘tish sig‘imi S bilan, yarim o‘tkazgichni hajmiy qarshiligi va ulanadigan uchlari bog‘liq bo‘lgan yo‘qotish qarshiliklari bilan va diodning induktivlik Ld yig‘indisi bilan aniqlanadi. Tunel diodni chastotaviy xususiyatlari maksimal chastotasi Fmax bilan ta’riflanadi.

Fmax dan yuqori chastotalarda tunel diodni manfiy qarshilik sifatida ishlatib bo‘lmaydi, ya’ni bu chastotalarda elektr tebranishlarni kuchaytirish va generatsiyalash mumkin emas. Bundan tashqari, yuqori chastotalarda tunel diodni sifati Imax/c nisbati bilan baholanadi va ba’zan uni asllik omili deb atashadi. Tunel diodni almashib ulagichli shemalarda ishlaganida uning tez harakatlanuvchiligi qayta ulash vaqtini miqdori bilan belgilanadi va u diod xususiyatlari va shenaning parametrlariga bog‘liq.