Резонансный туннельный диод

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Резонансный туннельный диод — полупроводниковый элемент электрической цепи с нелинейной вольт-амперной характеристикой, в котором используется туннелирование носителей заряда через окруженную двумя потенциальными барьерами потенциальную яму.

Резонансный туннельный диод имеет участок вольтамперной характеристики с отрицательной дифференциальной проводимостью.

Строение[править | править исходный текст]

В резонансном туннельном диоде используется гетероструктура, в которой потенциальная яма для носителей заряда, например, для электронов, отделена от контактных легированных областей потенциальными барьерами. Например, область потенциальной ямы может состоять из GaAs, области потенциальных барьеров — из Ga1-xAlxAs, внешние области — с легированного донорами GaAs.

Принцип действия[править | править исходный текст]

Через гетероструктуру с высокой вероятностью проходят только те электроны, энергия которых совпадает с энергией квантованных уровней в потенциальной яме. Электроны с большей или меньшей энергией через структуру пройти не могут. При повышении приложенного к гетероструктуре напряжения энергия электронов в контактном слое растет. Когда она становится равной энергии квантованного уровня внутри ямы, через структуру начинает проходить электрический ток. Однако при дальнейшем повышении напряжения на диоде электроны набирают большую энергию и снова не могут проходить через гетероструктуры — сила тока падает. Как следствие, возникает область отрицательной дифференциальной проводимости.

Использование[править | править исходный текст]

Отрицательная дифференциальная проводимость резонансного туннельного диода применяется для создания высокочастотных генераторов электрических колебаний. Частоты таких генераторов могут достигать терагерцового диапазона.

См. также[править | править исходный текст]