Юному фізику – Ознайомлення з роботою тунельних діодів, зняття вольт-амперної характеристики тунельних діодів
Винайшов тунельний діод (ТД) у 1957 році японський фізик Ісакі Леона. В 1973 році він отримав Нобелівську премію з фізики за відкриття явища тунелювання електрона. Тунельні діоди широко використовуються в радіоелектронних приладах.
Тунельний діод або діод Есакі — це тип напівпровідника, який здатний працювати на дуже високих частотах, в діапазоні мікрохвильових частот, що стало можливим завдяки використанню квантовомеханічного ефекту, який називається тунелюванням. Працює за принципом тунельного ефекту.
Тунельний діод — це пристрій із двома виводами, у якому напівпровідник p-типу виконує роль анода, а напівпровідник n-типу — катод. Тунельний діод легований у 1000 разів сильніше, ніж звичайний діод.
Для малих прямих напруг через високу концентрацію носіїв у тунельному діоді та через ефект тунелювання прямий опір буде дуже малим. Зі збільшенням напруги струм також збільшується, поки струм не досягне пікового струму. Якщо напруга, прикладена до тунельного діода, збільшиться за пікову напругу, струм почне зменшуватися. Це область негативного опору. Він переважає до точки долини. У точці долини струм через діод буде мінімальним. За точкою долини тунельний діод діє як звичайний діод.
У стані зворотного зміщення також тунельний діод є чудовим провідником через його високу концентрацію легування. Тунельні діоди виготовляються з арсеніду германію або галію завдяки їх найвищому коливанню пікової напруги до точки долини. Відношення високого пікового струму до струму в долині кількісно визначає максимальне коливання напруги, дозволене в області негативного опору.
Щоб використовувати ТД бажано знати їх вольт-амперну характеристику (ВАХ) окремих типів тунельних діодів.
Щоб зняти ВАХ ТД необхідно зібрати принципову електричну схему представлену на рис. 1.
В якості міліамперметру можливо використати мультиметр в діапазоні
20 мА, а в якості вольтметру необхідно взяти вольтметр з високомним входом, або саморобний вольтметр з мікроамперметром на 50 мкА.
При знятті ВАХ ТД типу 3И301А були отримані дані приведені в
таблиці 1
