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隧道二極�
閱讀�28018�(shí)間:2011-05-04 16:25:53

  隧道二極�,又稱為江崎二極�,是一種在極低正向電壓下具有負(fù)電阻半導(dǎo)�二極�� 由于利用了量子力�(xué)隧道,因而它能夠極快地發(fā)揮功效。它是以隧道效應(yīng)電流為主要電流分量的晶體二極�。隧道二極管是采用砷化鎵(GaAs)和銻化鎵(GaSb)等材料混合制成的半�(dǎo)體二極管,其P型區(qū)和N型區(qū)是高摻雜的(即高濃度雜質(zhì)的)。隧道電流由這些�(jiǎn)并態(tài)半導(dǎo)體的量子力學(xué)效應(yīng)所�(chǎn)��

原理

  隧道二極管是以隧道效�(yīng)電流為主要電流分量的晶體二極�。隧道效�(yīng),是指在兩片金屬間夾有極薄的絕緣層(厚度大約�1nm�10-6mm�,如氧化薄膜�,當(dāng)兩端施加�(shì)能形成勢(shì)壘V�(shí),導(dǎo)體中有動(dòng)能E的部分微粒子在E<V的條件下,可以從絕緣層一�(cè)通過�(shì)壘V而達(dá)到另一�(cè)的物理現(xiàn)象�

  由重?fù)诫s的p區(qū)和n區(qū)形成的PN�(jié)即隧道結(jié)。n型半�(dǎo)體的�(fèi)米能�(jí)�(jìn)入了�(dǎo)�,p型半�(dǎo)體的�(fèi)米能�(jí)�(jìn)入了�(jià)�,在沒有外加電壓,處于熱平衡狀�(tài)�(shí),n區(qū)和p區(qū)的費(fèi)米能�(jí)相等。n區(qū)�(dǎo)帶底比p區(qū)�(jià)帶頂還低,因�,在n區(qū)的導(dǎo)帶和p區(qū)的價(jià)帶中出現(xiàn)具有相同能量的量子態(tài)。在�?fù)诫s情況�,雜�(zhì)濃度大,�(shì)壘區(qū)很薄,由于量子力�(xué)的隧道效�(yīng),n區(qū)�(dǎo)帶的電子可能穿過禁帶,到p區(qū)�(jià)帶,p區(qū)�(jià)帶電子也可能穿過禁帶到n區(qū)�(dǎo)�,從而有可能�(chǎn)生隧道電�。隨著長度越�,電子穿過隧道的概率越大,隧道電流越顯著�

  隧道二極管的工作符合�(fā)生隧道效�(yīng)具備的三�(gè)條件�

  ①費(fèi)米能�(jí)位于�(dǎo)帶和滿帶�(nèi)�

  ②空間電荷層寬度必須很窄�0.01微米以下��

 ?、酆?jiǎn)并半�(dǎo)體P型區(qū)和N型區(qū)中的空穴和電子在同一能級(jí)上有交疊的可能��

伏安特�

  隧道二極管的伏安特性,如圖(a)所�,是一條S型特性曲�。曲線中電流�(diǎn)P,稱為峰�(diǎn);最小電流點(diǎn)V,稱為谷�(diǎn)。其電流和電壓間的變化關(guān)系與一般半�(dǎo)體二極管不同。當(dāng)某一�(gè)極上加正電壓�(shí),通過管的電流先將隨電壓的增加而很快變�,但在電壓達(dá)到某一值后,忽而變�,小到一定值后又急劇變大;如果所加的電壓與前相反,電流則隨電壓的增加而急劇變大�

隧道二極管的伏安特性

主要參數(shù)

  隧道二極管的主要參數(shù)�

 ?�?)峰�(diǎn)電壓Up,約幾十毫伏,谷�(diǎn)電壓Uv,約幾百毫伏

 ?�?)峰�(diǎn)電流Ipi,約幾毫�,谷�(diǎn)電流Iv約幾百微�

  �3)峰谷電流比,約�5-6,越大越�

 ?�?)谷�(diǎn)電容Cv,幾微法至幾十微�,越小越�,國�(chǎn)2BS4A:Up=80毫伏,Ip=4毫安,峰谷電流比�5,Cv=10�15微法,Uv=280毫伏�

特點(diǎn)及應(yīng)�

  隧道二極管的�(yōu)�(diǎn)是開�(guān)特性好,速度�、工作頻率高,還具有小功耗和低噪聲等特點(diǎn);缺�(diǎn)是熱�(wěn)定性較�。隧道二極管可用于微波混�、檢波(這時(shí)�(yīng)適當(dāng)減輕摻雜,制成反向二極管�,低噪聲放大、振蕩等。由于功耗小,所以適用于�(wèi)星微波設(shè)�。還可用于超高速開�(guān)邏輯電路、觸�(fā)器和存儲(chǔ)電路��

隧道二極管相�(guān)資訊 更多>>

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