O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’limi

Tunnel diodlar

Tunnel diodlar ko‘p miqdorda aralashmali yarim o‘tkazgichlardan tayyorlanadi (yaratilgan yarim o‘tkazgichlar). Yaratilgan yarim o‘tkazgichlar asosida bajarilgan n-p o‘tishni volt-amperli tavsifi manfiy qarshilikli hududga 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 tunnel diodlarni generatorlar va keng diapazon chastotali shu jumladan SVCH (o‘ta yuqori chastotali), elektr tebranishlarni kuchaytirgichlari sifatida va yuqori tezlikli qayta ulashlar sifatida ishlatishga imkon yaratadi.

Tunnel diodlar yaratilgan yarim o‘tkazgichlardan, asosan, germaniy, kremniy va galliy arseniddan tayyorlanadi. Potensial to‘siq orasidan tashuvchilarni tunnel o‘tishi uchun n-p o‘tish tor va keskin bo‘lgani sababli, tunnel 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.

15. 
    rasmda tunnel 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.
    

15-rasm.

Tunnel diodni volt-amperli tavsifini ifodalovchi asosiy parametri bo‘lib pastga tashuvchi qismini qiyaligini ko‘rsatadigan manfiy differensial qarshilik hisoblanadi:

R   ^U

I
(2.4.1)

O‘tishni potensial to‘sig‘idan elektronlarni tunnel o‘tishi diffuziyasi sekin o‘tadigan jarayoni bilan bog‘liq bo‘lmagani sababli, bunda tunnel tokni uzatish tezligi ^{yuqori (kuchli legirlangan germaniy uchun, taxminan 10-13}с ^{) va tashuvchilarni kam} xarakatlanuvchilik hisobiga tunnel diodlarda inersiyalik bo‘lmaydi. Shuning uchun tunnel 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 va diodning induktivlik 𝐿_𝑑 yig‘indisi bilan aniqlanadi. Tunnel diodni chastotaviy xususiyatlari maksimal chastotasi 𝐹_𝑚𝑎𝑘bilan ta’riflanadi.

𝐹_𝑚𝑎𝑘dan 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 tunnel diodni sifati

𝐼_{𝑚𝑎𝑘/𝑐}nisbati bilan baholanadi va ba’zan uni asllik omili deb atashadi. Tunnel diodni almashib ulagichli sxemalarda ishlaganida uning tez harakatlanuvchanligi qayta ulash vaqtini miqdori bilan belgilanadi va u diod xususiyatlari va shinaning parametrlariga bog‘liq.

5. Aylantirilgan diodlar va varikaplar

Aylantirilgan diodlar ham tunnelli diodlarga o’xshash bo’lib, volt- amper xarakteristikasida, dunglik va chuqurlik fazasidagi farq kichik bo‘ladi.

16-rasm

Diodda aralashma kritik kontsentratsiyada olinib, teskari yo’nalishdagi o’tkazuvchanlik to’g’ri yo’nalishdagi o’tkazuvchanlikdan katta bo‘ladi. Bunday diodlarning teskari yo’nalishdagi volt –amper xarakteristikasi to’g’rilovchi diodlarnikiga o’xshash bo‘ladi.

Varikap – bu yarim o‘tkazgichli diod bo’lib, sig‘im teskari yo’nalishdagi kuchlanishga bog’liq bo‘ladi. Teskari kuchlanish ortishi bilan p-n o’tish sig‘imining kamayishi quyidagi ifoda.

^CU ^{= C}o^{[ /}k^{+U]1/n (2.5.1)} asosida boradi. Bunda  - kontakt potensiallar ayirmasi ;

^Cu ^{–kuchlanish U qiymatga yetgandagi sig‘imi ;C}0^{- diodga kuchlanish berilmagan} holdagi sig‘imi ; n- varikapning turiga bog’lik bo’lgan koeffitsiyent (n = 2…3).

Varikaplar galliy arseniddan tayyorlanib, unda asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilar kontsentratsiyasi kam bo‘ladi. Teskari yo’nalishdagi differentsial qarshiligi katta bo‘ladi.Varikaplar kontur chastotasini avtomatik tarzda sozlash ishlarida generator va geterodinlar chastotalarini o‘zgartirishda ishlatiladi.

Signal chastotasini ko‘p aylantiruvchi varikaplar varaktor deb ataladi. Asosiy ^{parametrlari : varikapning aslligi Q; sig’imini o‘zgartirish koeffitsiyenti K}c <sup>, umumiy

sig‘imi C</sup>B^.

6.