Dioda de tunel rezonanta
Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 11 decembrie 2020; verificarea necesită 1 editare .Diodă de tunel rezonantă (RTD, eng. Resonant-Tuneling diode, RTD ) - un element semiconductor al unui circuit electric cu o caracteristică curent-tensiune neliniară , care utilizează tunelul purtătorilor de sarcină printr-un puț de potențial înconjurat de două bariere de potențial.
Dioda tunel rezonantă are o porțiune din caracteristica curent-tensiune cu conductivitate diferențială negativă .
Structura CDT
Dioda de tunel rezonantă folosește o heterostructură , în care puțul de potențial pentru purtătorii de sarcină, cum ar fi electronii, este separat de regiunile dopate de contact prin bariere de potențial. De exemplu, regiunea puțului de potențial poate fi făcută din GaAs, regiunile barierelor potențiale - din Ga 1-x Al x As, regiunile exterioare - din GaAs dopați cu donator. Dependența energiei potențiale de coordonatele tipului contact-barieră-puț-barieră-contact este creată de profilul energetic corespunzător al marginii benzii de conducție . Salturile au loc la joncțiunile materialelor.
Cum funcționează
Doar acei electroni ale căror energii coincid aproximativ cu energiile nivelurilor cuantificate din puțul de potențial trec prin heterostructura RTD cu o mare probabilitate. Această probabilitate depășește semnificativ produsul probabilităților de trecere prin bariere individuale și poate fi aproape de unitate. Electronii cu energie mai mare sau mai mică trec prin structură cu o probabilitate extrem de scăzută .
Partea principală a electronilor din contactul emițător este energetic aproape de marginea benzii de conducere în această regiune. La tensiune zero, această margine se află de obicei mai jos decât primul nivel al gropii. Cu toate acestea, odată cu creșterea tensiunii aplicate heterostructurii, profilul este deformat , iar atunci când energia electronilor din emițător se apropie de energia nivelului cuantificat din interiorul puțului, curentul electric prin structură crește brusc. Cu toate acestea, cu o creștere suplimentară a tensiunii pe diodă, electronii emițătorului se dovedesc a fi mai mari decât nivelul de energie și probabilitatea trecerii lor devine din nou scăzută - curentul prin heterostructură scade. În consecință, apare o regiune de conductivitate diferențială negativă. În prezența mai multor niveluri ( , etc.), trecerea rezonantă a electronilor este posibilă, respectiv, la mai multe tensiuni, dar cel mai adesea se folosește doar primul nivel.
Utilizare
Conductivitatea diferențială negativă a unei diode rezonante de tunel este utilizată pentru a crea generatoare de înaltă frecvență de oscilații electrice. Frecvențele unor astfel de generatoare pot atinge intervalul de teraherți.