Установа освіти
Білоруський державний університет
ІНФОРМАТИКИ І РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ
Кафедра електронної техніки і технології
РЕФЕРАТ
на тему
«НАПІВПРОВІДНИКОВІ НЕЛІНІЙНІ ЕЛЕМЕНТИ: Напівпровідникові діоди»
МІНСЬК, 2008
Діоди - напівпровідникові прилади, які пропускають струм в одному напрямку, а у зворотному мають великий опір.
Рис. 1. Принцип роботи р-n переходу:
а) дифузний і дрейфовий струми через перехід; б) графіки розподілу концентрацій носіїв заряду в p і n областях (Nnn, Npp - концентрації основних носіїв, Nnp, Npn - концентрації неосновних носіїв); в) діаграми потенціалу p і n областей. Зі збільшенням температури зростає концентрація неосновних носіїв заряду і зменшується висота потенційного бар'єра.
При U AK = 0 існує баланс дифузійної та дрейфовой складових струмів через перехід
i диф = i ін = I S (T)
I пр = I обр
I = I пр - I обр = 0
При прямому зміщенні р-n - переходу U AK> 0 з'являється прямий струм, який визначається основний дифузійної складової
I пр = i диф - i ін> 0
При U AK <0 з'являється зворотний струм, який визначається дрейфовой состовляющей
I обр = i ін - i диф> 0.
Оскільки pn - перехід при зворотному зміщенні закривається через збільшення ширини ОПЗ і i диф → 0, то I обр = i ін = I S (T).
Оскільки дифузійна складова струму через pn - перехід добре апроксимується експоненційної функцією виду
i диф = I S (T) e UAK / mUT,
а дрейфова складова описується як i ін = I S (T), то виходячи з того, що при U AK> 0
I пр = i диф - i ін = I S (T) e UAK / mUT - I S (T)
отримаємо вираз I пр = I S (T) (e UAK / mUT - 1), що описує пряму гілку ВАХ діода (рис. 2)
Рис. 2. ВАХ кремнієвого діода (штриховою лінією показана зміщена ВАХ при збільшенні температури p - n переходу)
Тут I S (T) - тепловий струм, що визначає масштаб ВАХ діода. Термін "тепловий" відображає сильну температурну залежність струму I S (T), а також той факт, що він дорівнює нулю при абсолютному нулі температури. Іншим поширеним терміном є "зворотний струм насичення", походження якого пов'язане з тим, що при негативному напрузі
mU T - теплова різниця потенціалів, що виникає в області pn-переходу при нульовому зовнішньому напрузі і рівновазі діфузіонной і дрейфового струмів, де
m = 10.30 - поправочний коефіцієнт.
Зазвичай для розрахунків рівноважного pn-переходу теплову різницю потенціалів приймають рівною mU T = 300 мВ для Ge-діодів і 600 мВ для Si-діодів.
I S (T) і U T залежать від Т, що призводить, в загальному, до негативної температурної залежності прямої напруги на діоді U AK від температури. Температурний коефіцієнт прямої напруги на переході має негативне значення:
I пр = I Про (E (U AK - aD T) / mU T - 1).
Зміст останньої вираження полягає в тому, що для того, щоб визначити значення I пр при збільшенні Т, але при цьому не обчислюючи нове значення I S (T), яка також повинна збільшиться, необхідно значення U AK з урахуванням від'ємного температурного коефіцієнта a збільшити на 2 мВ на кожен градус До. Це буде зручно для подальших розрахунків I пр, коли при умовно прийнятому I S (T) = const його значення I S (T) можна буде скоротити у відносних формулах.
Випрямні властивості діодів показані на рис. 3, що відображає елементарну схему однополупериодного випрямляча змінного напруги.
Рис. 3. Випрямлення діодом змінної напруги
Якщо на анод діода подати змінну напругу U вх з амплітудою U m, то на резисторі навантаження R Н буде виділятися вихідна напруга U вих, відповідне тільки одному напівперіоду U вх. Амплітуда позитивного напівперіоду буде дорівнює U m, а амплітуда негативного напівперіоду буде залежати від I обр.
Динамічний режим роботи діодів характеризуються його переключающими властивостями.
Переключення діода з провідного стану в закрите відбувається не миттєво, тому що при цьому pn-перехід має звільнитися від інжектованих неосновних носіїв (у p-області - від електронів, і в n-області - від дірок), які повинні рекомбінувати в області об'ємного заряду і тим самим відновити потенційний бар'єр. Для цього потрібен певний час - час «розсмоктування», яке тим більше, чим більше був прямий струм.
Для малопотужних діодів
Для зменшення часу перемикання можна використовувати діоди Шотткі з переходом метал-напівпровідник.
Діод Шотки.
Принцип дії діода Шотки заснований на роботі бар'єрного переходу, що виникає в зоні контакту метал-напівпровідник. Властивості цього контакту залежать від ставлення робіт виходу електрона в металі і напівпровіднику. Якщо А вих Ме> A вих п / п, то в зоні контакту виникає випрямляючий перехід (рис. 5). У цьому випадку надлишок електронів буде в напівпровіднику і вони, переміщуючись за рахунок дифузії в пріконтактную область металу, створюють збіднену область у напівпровіднику, яка і має випрямляючих властивостями.
Якщо А вих Ме <A вих п / п, то контакт метал-напівпровідник виходить не випрямляються і він застосовується спеціально для поліпшення контакту металу з напівпровідником в якості контактної площадки в ІС.
Рис. 4. Робота діода в імпульсному режимі
Рис. 5. Контакт Ме - п / п з випрямляючих та невипрямляющімі властивостями
Поліпшення динамічних властивостей діода Шотткі пояснюється тим, що в обох областях по різні сторони випрямляє контакту Ме-п / п присутні основні носії заряду одного типу - електрони і так як інжекції дірок в напівпровідник не відбувається в прямому напрямку, то нема чому розсмоктуватися в момент закриття бар'єрного переходу, що відбувається практично миттєво (0,1 нс і менше F раб = 3-15 ГГц).
Стабілітрони - це напівпровідникові діоди, що володіють великою крутизною зворотної гілки ВАХ (рис. 6) в області напруги лавинного пробою U проб.
Рис. 6. Принцип стабілізації напруги з помощьюполупроводнікового стабілітрона
При обмеженому струмі пробою у такого діода наступає ефект стабілізації напруги, що заснований на тому, що велика зміна струму DI, що протікає через нього, викликає незначне редагування напруги на ньому DU. Стабілізація тим краще, чим крутіше йде зворотна гілка ВАХ та, відповідно, чим менше диференціальний опір стабілітрона
Стабілізуючі властивості параметричного стабілізатора на стабілітроні характеризується коефіцієнтом стабілізації:
Щоб не стався необоротний тепловий пробій стабілітрона, його струм I ст обмежують за допомогою обмежувального резистора R огр:
Стабистор - ті ж стабілітрони, але використовують пряму гілку ВАХ для стабілізації малих напруг (U ст ≈ 0,6 В).
Варикапи - напівпровідникові діоди, використовувані як конденсаторів, з керованою по напрузі ємністю. Ємність pn-переходу діода з збільшенням зворотної напруги зменшується за рахунок розширення області просторового заряду pn-переходу (рис. 7).
При U AK = 0 на Si-діоді ширина pn-переходу дорівнює l 0 = 0,6 мкм, на Ge - 0,4 мкм. При збільшенні зворотної напруги U AК збільшується l 0, а, отже, зменшується С.
Рис. 7. Вольт-фарадні характеристики для різних варикапів
Максимальна ємність варикапа в залежності від його типу становить 5-300 пФ. Відношення мінімальної і максимальної ємностей звичайно дорівнює 1:5.
Варикапи використовуються для побудови коливальних контурів з керованою напругою резонансною частотою в області НВЧ (рис. 8).
Рис. 8. Коливальний контур на варикапа
Тунельні діоди відрізняються від звичайних діодів тим, що можуть підсилювати сигнали подібно транзисторам. Це пояснюється наявністю ділянки з негативним опором на їх вольт-амперної характеристики (рис. 9).
Відмінною особливістю тунельного діода є дуже малі питомі опору p - і n-шарів і, відповідно, дуже мала ширина переходу - 0,01 ... 0,02 мкм. Концентрація домішок у шарах досягає 10 19 см - 3 і більше. У цьому випадку напівпровідник вироджується, перетворюючись на напівметал. Рівні домішкових атомів зливаються в зони, а ті в свою чергу зливаються з відповідними основними зонами шарів. У результаті рівні Фермі, як і в металі розташовуються не в заборонених зонах p - і n-шарів, а в дозволених зонах: у валентній зоні p-шару і в зоні провідності n-шару. При цьому енергетична діаграма симетричного переходу в рівноважному стані буде приблизно такою, як показано на рис. 11 а. Як бачимо, нижня частина зони провідності в n-шарі і верхня частина валентної зони в p-шарі виявилися розділеними дуже вузьким запірним шаром, що дозволяє переходити носіям в суміжний шар крізь перехід, тобто не долаючи потенційний бар'єр. Це явище обумовлене тунельним ефектом, звідки і походить назва діодів.
Рис. 9. Статична характеристика тунельного діода.
У рівноважному стані потоки електронів із зони провідності n-шару і валентної зони p-шару врівноважуються і струм через перехід відсутня (рис. 10 а).
Докладемо до діода зовнішня напруга зворотної полярності (тобто плюсом до n-шару). Енергетична діаграма для цього випадку показано на рис. 10 б). Оскільки кількість електронів з енергією, що перевищує рівень Фермі, невелика, то потік електронів з p-шару в n-шар збільшиться, а зворотний струм залишиться майже незмінним. Следрвательно, результуючий струм буде протікати в напрямку від n-шару до p-шару. Цей струм швидко зростає із збільшенням зворотної напруги, оскільки щільність електронів в глибині валентної зони величезна і найменший приріст різниці j Fp - j Fn супроводжується істотною зміною потоку електронів з p-шару в n-шар.
Тепер докладемо до діода невелику пряму напругу. Енергетична діаграма для цього випадку показано на рис. 10 в). Легко помітити, що потік електронів з p-шару в n-шар сильно зменшується, а зворотний потік змінюється порівняно слабко. Отже, результуючий струм протікає в напрямку від p-шару до n-шару і при невеликих прямих напругах зростає із збільшенням напруги (рис 9). Кордон цієї ділянки приблизно відповідає діаграмі на рис. 10 в), на якій рівень Фермі j Fn збігається зі стелею валентної зони p-шару (ділянка 0-1).
Рис. 10. Енергетичні діаграми тунельного діода на різних ділянках ВАХ: а) рівноважний стан (струм через перехід відсутній), б) зворотне включення (ділянка ВАХ лівій точки 0); в) пряме включення при малих прямих напругах (ділянка ВАХ між точками 0 і 1); г) пряме включення при середніх напругах (ділянка ВАХ між точками 1 та 2); д) пряме включення при великих напругах (ділянка ВАХ між точками 2 і 3 та правіше)
При подальшому збільшенні прямої напруги потік електронів з n-шару в p-шар зменшується (рис. 10 г) і, відповідно, зменшується прямий струм. У результаті на ВАХ виходить ділянка з негативним опором (рис. 9, точки 1-2). Кінець цієї ділянки відповідає такому напрузі, при якому стеля валентної зони в p-шарі збігається з дном зони провідності в n-шарі. При ще більшій напрузі заборонена зона робиться "наскрізний", тунельний ефект зникає і струм знову збільшується, але вже за рахунок звичайного механізму подолання електронами потенційного бар'єра (рис. 10 д).
Таким чином, ВАХ тунельного діода (рис. 9.) Складається з двох частин: тунельної (лівіше точки 2) і дифузійної (правіше точки 2). Дифузійна частина, як і в звичайному діоді, обумовлена інжекцією і описується виразом
Діоди цього типу знайшли застосування в перемикачах струму, підсилювачах і генераторах коливань НВЧ-діапазону, в перетворювачах частоти та інших пристроях.
Цікавим варіантом тунельного діоба є так званий звернений діод, ВАХ якого показана на рис. 11.
Рис. 11. Статична характеристика зверненого діода
Як бачимо, особливість цього діода полягає в тому, що на пряме гілки відсутній (або дуже малий) максимум. У цьому разі логічно повернути характерісіку на 180 0 (показана пунктиром) і вважати пряму гілку зворотного, а зворотній - прямий. При цьому, звернений діод має значно менший пряме (тобто на самому ділі - інше) напруга, ніж звичайні діоди (воно складає величини порядку 0,01 ... 0,1 В на відміну від 0,4 ... 0 , 6 В для звичайних діодів), що дуже цінно для багатьох застосувань. Проте його зворотне (тобто на самому ділі - пряме) напруга теж дуже мало (0,3 ... 0,6 В) і з цим треба рахуватись при розрахунку схем.
Діоди цього типу застосовуються в детекторах і смессітелях сигналів НВЧ діапазону.
2. Схемотехніка електронних систем. Цифрові пристрої / Автори: В. І. Бойко, А. М. Гуржій, В. Я. Жуйков, А. А. Зорі, В. М. Співак, В. В. Багрій / - СПб.: БХВ -Петербург, 2004. - 512 с.: Іл.
3. Схемотехніка електронних систем. Мікропроцесори та мікроконтролери / Автори: В. І. Бойко, А. М. Гуржій, В. Я. Жуйков, А. А. Зорі, В. М. Співак, Т. О. Терещенко, Ю.С. Петергеря / - СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 464 с.: Іл.
Білоруський державний університет
ІНФОРМАТИКИ І РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ
Кафедра електронної техніки і технології
РЕФЕРАТ
на тему
«НАПІВПРОВІДНИКОВІ НЕЛІНІЙНІ ЕЛЕМЕНТИ: Напівпровідникові діоди»
МІНСЬК, 2008
Діоди - напівпровідникові прилади, які пропускають струм в одному напрямку, а у зворотному мають великий опір.
Рис. 1. Принцип роботи р-n переходу:
а) дифузний і дрейфовий струми через перехід; б) графіки розподілу концентрацій носіїв заряду в p і n областях (Nnn, Npp - концентрації основних носіїв, Nnp, Npn - концентрації неосновних носіїв); в) діаграми потенціалу p і n областей. Зі збільшенням температури зростає концентрація неосновних носіїв заряду і зменшується висота потенційного бар'єра.
При U AK = 0 існує баланс дифузійної та дрейфовой складових струмів через перехід
i диф = i ін = I S (T)
I пр = I обр
I = I пр - I обр = 0
При прямому зміщенні р-n - переходу U AK> 0 з'являється прямий струм, який визначається основний дифузійної складової
I пр = i диф - i ін> 0
При U AK <0 з'являється зворотний струм, який визначається дрейфовой состовляющей
I обр = i ін - i диф> 0.
Оскільки pn - перехід при зворотному зміщенні закривається через збільшення ширини ОПЗ і i диф → 0, то I обр = i ін = I S (T).
Оскільки дифузійна складова струму через pn - перехід добре апроксимується експоненційної функцією виду
i диф = I S (T) e UAK / mUT,
а дрейфова складова описується як i ін = I S (T), то виходячи з того, що при U AK> 0
I пр = i диф - i ін = I S (T) e UAK / mUT - I S (T)
отримаємо вираз I пр = I S (T) (e UAK / mUT - 1), що описує пряму гілку ВАХ діода (рис. 2)
Рис. 2. ВАХ кремнієвого діода (штриховою лінією показана зміщена ВАХ при збільшенні температури p - n переходу)
Тут I S (T) - тепловий струм, що визначає масштаб ВАХ діода. Термін "тепловий" відображає сильну температурну залежність струму I S (T), а також той факт, що він дорівнює нулю при абсолютному нулі температури. Іншим поширеним терміном є "зворотний струм насичення", походження якого пов'язане з тим, що при негативному напрузі
mU T - теплова різниця потенціалів, що виникає в області pn-переходу при нульовому зовнішньому напрузі і рівновазі діфузіонной і дрейфового струмів, де
m = 10.30 - поправочний коефіцієнт.
Зазвичай для розрахунків рівноважного pn-переходу теплову різницю потенціалів приймають рівною mU T = 300 мВ для Ge-діодів і 600 мВ для Si-діодів.
I S (T) і U T залежать від Т, що призводить, в загальному, до негативної температурної залежності прямої напруги на діоді U AK від температури. Температурний коефіцієнт прямої напруги на переході має негативне значення:
I пр = I Про (E (U AK - aD T) / mU T - 1).
Зміст останньої вираження полягає в тому, що для того, щоб визначити значення I пр при збільшенні Т, але при цьому не обчислюючи нове значення I S (T), яка також повинна збільшиться, необхідно значення U AK з урахуванням від'ємного температурного коефіцієнта a збільшити на 2 мВ на кожен градус До. Це буде зручно для подальших розрахунків I пр, коли при умовно прийнятому I S (T) = const його значення I S (T) можна буде скоротити у відносних формулах.
Випрямні властивості діодів показані на рис. 3, що відображає елементарну схему однополупериодного випрямляча змінного напруги.
Рис. 3. Випрямлення діодом змінної напруги
Якщо на анод діода подати змінну напругу U вх з амплітудою U m, то на резисторі навантаження R Н буде виділятися вихідна напруга U вих, відповідне тільки одному напівперіоду U вх. Амплітуда позитивного напівперіоду буде дорівнює U m, а амплітуда негативного напівперіоду буде залежати від I обр.
Динамічний режим роботи діодів характеризуються його переключающими властивостями.
Переключення діода з провідного стану в закрите відбувається не миттєво, тому що при цьому pn-перехід має звільнитися від інжектованих неосновних носіїв (у p-області - від електронів, і в n-області - від дірок), які повинні рекомбінувати в області об'ємного заряду і тим самим відновити потенційний бар'єр. Для цього потрібен певний час - час «розсмоктування», яке тим більше, чим більше був прямий струм.
Для малопотужних діодів
Для зменшення часу перемикання можна використовувати діоди Шотткі з переходом метал-напівпровідник.
Діод Шотки.
Принцип дії діода Шотки заснований на роботі бар'єрного переходу, що виникає в зоні контакту метал-напівпровідник. Властивості цього контакту залежать від ставлення робіт виходу електрона в металі і напівпровіднику. Якщо А вих Ме> A вих п / п, то в зоні контакту виникає випрямляючий перехід (рис. 5). У цьому випадку надлишок електронів буде в напівпровіднику і вони, переміщуючись за рахунок дифузії в пріконтактную область металу, створюють збіднену область у напівпровіднику, яка і має випрямляючих властивостями.
Якщо А вих Ме <A вих п / п, то контакт метал-напівпровідник виходить не випрямляються і він застосовується спеціально для поліпшення контакту металу з напівпровідником в якості контактної площадки в ІС.
Рис. 4. Робота діода в імпульсному режимі
Рис. 5. Контакт Ме - п / п з випрямляючих та невипрямляющімі властивостями
Поліпшення динамічних властивостей діода Шотткі пояснюється тим, що в обох областях по різні сторони випрямляє контакту Ме-п / п присутні основні носії заряду одного типу - електрони і так як інжекції дірок в напівпровідник не відбувається в прямому напрямку, то нема чому розсмоктуватися в момент закриття бар'єрного переходу, що відбувається практично миттєво (0,1 нс і менше F раб = 3-15 ГГц).
Стабілітрони - це напівпровідникові діоди, що володіють великою крутизною зворотної гілки ВАХ (рис. 6) в області напруги лавинного пробою U проб.
Рис. 6. Принцип стабілізації напруги з помощьюполупроводнікового стабілітрона
При обмеженому струмі пробою у такого діода наступає ефект стабілізації напруги, що заснований на тому, що велика зміна струму DI, що протікає через нього, викликає незначне редагування напруги на ньому DU. Стабілізація тим краще, чим крутіше йде зворотна гілка ВАХ та, відповідно, чим менше диференціальний опір стабілітрона
Стабілізуючі властивості параметричного стабілізатора на стабілітроні характеризується коефіцієнтом стабілізації:
Щоб не стався необоротний тепловий пробій стабілітрона, його струм I ст обмежують за допомогою обмежувального резистора R огр:
Стабистор - ті ж стабілітрони, але використовують пряму гілку ВАХ для стабілізації малих напруг (U ст ≈ 0,6 В).
Варикапи - напівпровідникові діоди, використовувані як конденсаторів, з керованою по напрузі ємністю. Ємність pn-переходу діода з збільшенням зворотної напруги зменшується за рахунок розширення області просторового заряду pn-переходу (рис. 7).
При U AK = 0 на Si-діоді ширина pn-переходу дорівнює l 0 = 0,6 мкм, на Ge - 0,4 мкм. При збільшенні зворотної напруги U AК збільшується l 0, а, отже, зменшується С.
Рис. 7. Вольт-фарадні характеристики для різних варикапів
Максимальна ємність варикапа в залежності від його типу становить 5-300 пФ. Відношення мінімальної і максимальної ємностей звичайно дорівнює 1:5.
Варикапи використовуються для побудови коливальних контурів з керованою напругою резонансною частотою в області НВЧ (рис. 8).
Рис. 8. Коливальний контур на варикапа
Тунельні діоди відрізняються від звичайних діодів тим, що можуть підсилювати сигнали подібно транзисторам. Це пояснюється наявністю ділянки з негативним опором на їх вольт-амперної характеристики (рис. 9).
Відмінною особливістю тунельного діода є дуже малі питомі опору p - і n-шарів і, відповідно, дуже мала ширина переходу - 0,01 ... 0,02 мкм. Концентрація домішок у шарах досягає 10 19 см - 3 і більше. У цьому випадку напівпровідник вироджується, перетворюючись на напівметал. Рівні домішкових атомів зливаються в зони, а ті в свою чергу зливаються з відповідними основними зонами шарів. У результаті рівні Фермі, як і в металі розташовуються не в заборонених зонах p - і n-шарів, а в дозволених зонах: у валентній зоні p-шару і в зоні провідності n-шару. При цьому енергетична діаграма симетричного переходу в рівноважному стані буде приблизно такою, як показано на рис. 11 а. Як бачимо, нижня частина зони провідності в n-шарі і верхня частина валентної зони в p-шарі виявилися розділеними дуже вузьким запірним шаром, що дозволяє переходити носіям в суміжний шар крізь перехід, тобто не долаючи потенційний бар'єр. Це явище обумовлене тунельним ефектом, звідки і походить назва діодів.
Рис. 9. Статична характеристика тунельного діода.
У рівноважному стані потоки електронів із зони провідності n-шару і валентної зони p-шару врівноважуються і струм через перехід відсутня (рис. 10 а).
Докладемо до діода зовнішня напруга зворотної полярності (тобто плюсом до n-шару). Енергетична діаграма для цього випадку показано на рис. 10 б). Оскільки кількість електронів з енергією, що перевищує рівень Фермі, невелика, то потік електронів з p-шару в n-шар збільшиться, а зворотний струм залишиться майже незмінним. Следрвательно, результуючий струм буде протікати в напрямку від n-шару до p-шару. Цей струм швидко зростає із збільшенням зворотної напруги, оскільки щільність електронів в глибині валентної зони величезна і найменший приріст різниці j Fp - j Fn супроводжується істотною зміною потоку електронів з p-шару в n-шар.
Тепер докладемо до діода невелику пряму напругу. Енергетична діаграма для цього випадку показано на рис. 10 в). Легко помітити, що потік електронів з p-шару в n-шар сильно зменшується, а зворотний потік змінюється порівняно слабко. Отже, результуючий струм протікає в напрямку від p-шару до n-шару і при невеликих прямих напругах зростає із збільшенням напруги (рис 9). Кордон цієї ділянки приблизно відповідає діаграмі на рис. 10 в), на якій рівень Фермі j Fn збігається зі стелею валентної зони p-шару (ділянка 0-1).
Рис. 10. Енергетичні діаграми тунельного діода на різних ділянках ВАХ: а) рівноважний стан (струм через перехід відсутній), б) зворотне включення (ділянка ВАХ лівій точки 0); в) пряме включення при малих прямих напругах (ділянка ВАХ між точками 0 і 1); г) пряме включення при середніх напругах (ділянка ВАХ між точками 1 та 2); д) пряме включення при великих напругах (ділянка ВАХ між точками 2 і 3 та правіше)
При подальшому збільшенні прямої напруги потік електронів з n-шару в p-шар зменшується (рис. 10 г) і, відповідно, зменшується прямий струм. У результаті на ВАХ виходить ділянка з негативним опором (рис. 9, точки 1-2). Кінець цієї ділянки відповідає такому напрузі, при якому стеля валентної зони в p-шарі збігається з дном зони провідності в n-шарі. При ще більшій напрузі заборонена зона робиться "наскрізний", тунельний ефект зникає і струм знову збільшується, але вже за рахунок звичайного механізму подолання електронами потенційного бар'єра (рис. 10 д).
Таким чином, ВАХ тунельного діода (рис. 9.) Складається з двох частин: тунельної (лівіше точки 2) і дифузійної (правіше точки 2). Дифузійна частина, як і в звичайному діоді, обумовлена інжекцією і описується виразом
Діоди цього типу знайшли застосування в перемикачах струму, підсилювачах і генераторах коливань НВЧ-діапазону, в перетворювачах частоти та інших пристроях.
Цікавим варіантом тунельного діоба є так званий звернений діод, ВАХ якого показана на рис. 11.
Рис. 11. Статична характеристика зверненого діода
Як бачимо, особливість цього діода полягає в тому, що на пряме гілки відсутній (або дуже малий) максимум. У цьому разі логічно повернути характерісіку на 180 0 (показана пунктиром) і вважати пряму гілку зворотного, а зворотній - прямий. При цьому, звернений діод має значно менший пряме (тобто на самому ділі - інше) напруга, ніж звичайні діоди (воно складає величини порядку 0,01 ... 0,1 В на відміну від 0,4 ... 0 , 6 В для звичайних діодів), що дуже цінно для багатьох застосувань. Проте його зворотне (тобто на самому ділі - пряме) напруга теж дуже мало (0,3 ... 0,6 В) і з цим треба рахуватись при розрахунку схем.
Діоди цього типу застосовуються в детекторах і смессітелях сигналів НВЧ діапазону.
Література
1. Схемотехніка електронних систем. Аналогові та імпульсні пристрої / Автори: В. І. Бойко, А. М. Гуржій, В. Я. Жуйков, А. А. Зорі, В. М. Співак / - СПб.: БХВ-Петербург, 2004 . - 496 с.: Іл.2. Схемотехніка електронних систем. Цифрові пристрої / Автори: В. І. Бойко, А. М. Гуржій, В. Я. Жуйков, А. А. Зорі, В. М. Співак, В. В. Багрій / - СПб.: БХВ -Петербург, 2004. - 512 с.: Іл.
3. Схемотехніка електронних систем. Мікропроцесори та мікроконтролери / Автори: В. І. Бойко, А. М. Гуржій, В. Я. Жуйков, А. А. Зорі, В. М. Співак, Т. О. Терещенко, Ю.С. Петергеря / - СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 464 с.: Іл.