Dioda tunelowa

Symbol diody tunelowej (A - anoda, K - katoda)

Dioda tunelowa, rzadziej dioda Esakiego – dioda półprzewodnikowa, która dla pewnego zakresu napięć polaryzujących charakteryzuje się ujemną rezystancją dynamiczną.

Taką charakterystykę uzyskuje się w złączach silnie domieszkowanych, bowiem jest w nich możliwe przejście tunelowe nośników z pasma walencyjnego do pasma przewodzenia zarówno z obszaru półprzewodnika typu p+ do n+, jak i z obszaru n+ do p+, także przy polaryzacji złącza w kierunku przewodzenia (porównaj ze zjawiskiem Zenera). Czas tunelowego przejścia nośników jest rzędu 10^-13 s, dlatego diody tego typu wykorzystuje się do wytwarzania, wzmacniania i detekcji słabych drgań wysokich częstotliwości (rzędu kilkuset gigaherców), w układach impulsowych (np. cyfrowych) oraz jako elementy aktywne generatorów.

Charakterystyka prądowo-napięciowa diody tunelowej

Diody tunelowe wykonywane są z krzemu, arsenku galu, antymonku galu oraz obecnie już niezbyt często z germanu. Istotne parametry:

• punkt szczytu, określony przez napięcie $U_P$ i natężenie prądu $I_P$;
• punkt doliny, określony przez napięcie $U_V$ i natężenie prądu $I_V$;
• rezystancja dynamiczna dla opadającej części charakterystyki.

Dla diod krzemowych:

$U_P = 70 \div 80\textrm { mV}$ $,\,\,\,U_V = 350 \div 450\textrm { mV}$

a dla diod wykonanych z arsenku galu:

$U_P = 90 \div 200\textrm { mV}$ $,\,\,\,U_V = 400 \div 800\textrm { mV}$

Typowe natężenie prądu $I_P$ jest rzędu kilku, kilkunastu miliamperów.

Ważnym parametrem jest iloraz $I_P/I_V$ – im jest on większy, tym lepiej. Ponadto, ze względu na przeznaczenie tych elementów do pracy z bardzo dużymi częstotliwościami, istotne stają się: pojemność złącza p-n, indukcyjność pasożytnicza oraz pojemność obudowy, ponieważ wpływają na szybkość działania diody.

Zobacz też

• dioda wsteczna
• krystadyna