Туннельные диоды

В туннельных диодах используют контакт вырожденных полупроводников, на вольт-амперной характеристике которых при прямом напряжении имеется участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением (рисунок 1.14, a).

Рисунок 1.14. Вольт-амперные характеристики туннельного (а)

и обращенного диодов (b);

условные обозначения туннельного (c) и обращенного диодов (d)

Ниже перечислены специфические параметры туннельных диодов.

Пиковый ток- прямой ток в точке максимума вольт-амперной характеристики. Его значение может находиться в интервале от десятых долей миллиампера до сотен миллиампер.

Ток впадины I_в - прямой ток в точке минимума вольт-амперной характеристики.

Отношение токов I_п / I_в - отношение пикового тока к току впадины. Для туннельных диодов из арсенида галлия I_п / I_в > 10, для германиевых туннельных диодов I_п / I_в = 3...6.

Напряжение пика U_п - прямое напряжение, соответствующее пиковому току. Для туннельных диодов из арсенида галлия U_п = 100...150 мВ, для германиевых диодов U_п = 40...60 мВ.

Напряжение впадины U_в - прямое напряжение, соответствующее току впадины. У туннельных диодов из арсенида галлия U_в = 400...500 мВ, у германиевых диодов U_в = 250...350 мВ.

Наличие на вольт-амперной характеристике участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением позволяет применять туннельные диоды для усиления, генерирования, переключения и преобразования электрических колебаний.

Разновидностью туннельных диодов являются обращенные диоды. Их особенностью является то, что вместо участка с отрицательным сопротивлением на вольт-амперной характеристике имеется практически горизонтальный участок (см. рисунок 1.14, б). В этих диодах обратная ветвь соответствует проводящему состоянию, а прямая ветвь - закрытому состоянию. Поэтому обращенный диод обладает выпрямительным эффектом. В обращенных диодах отсутствует накопление неравновесного заряда, то есть они могут применяться на СВЧ. Обращенные диоды из арсенида галлия имеют максимальный ток в проводящем состоянии около 3 мА при напряжении около 0,15 В . В закрытом состоянии ток составляет от 0,05 до 0,15 мА при напряжении менее 0,9 В.