5 -mfvzuyarim o’tkazgichli asboblar yarim o’tkazgich asboblar hosil qilishning fizik asoslari

ish harorati bo’yicha VAT.

5.3. Tunnel diodlari

Tunnel diodlari elektr buzilishi yuz berishiga «Tunnel effekti» hodisasi ham sabab bo’ladi. Tunnel effekti deganda p-n o’tishga teskari kuchlari ulanganda tok tashuvchilarni potentsial to’siqni oshib emas, balki «teshib» o’tish hodisasi tushuniladi. Uning asosiy xususiyati jarayonning energiya yutilmagan holda borishidir.

Tunnel effektining kattaligi p-n o’tish qatlamining kattaligiga bog’liq bo’ladi. Bu qatlam qancha tor va undagi elektr maydon qancha kuchli bo’lsa, effekt shuncha katta bo’ladi.
Tunnel effekti asosida ishlaydigan diodlar tunnel diodlari deb ataladi. Ulardan n-sohadagi donorlar va r-sohadagi aktseptorlar soni oddiy diodlardagidan minglab marta ko’p bo’ladi. Donor va aktseptor modda konsentratsiyasining bunday katta miqdorda bo’lishi p-n o’tish sohasining juda yupqa bo’lishini ta’minlaydi. SHuning uchun tokning kattaligi ikki xil jarayon - Tunnel effekti va diffuziya xossasi bilan belgilanadi.
Agar tashqi manba kuchlanishi hosil qiladigan elektr maydon p-n o’tishning potentsial maydoni bilan mos tushsa (oddiy dioddagi teskari ulanish), p-no’tishdan Tunnel effekti hisobiga tok o’tadi. Agar, u aksincha bo’lsa (oddiy dioddagi to’g’ri ulash), potentsial to’siq maydoni kichrayadi va tunnel effekti kamayadi. SHuning uchun tashqi maydon ortishi bilan tunnel toki kichrayib, diffuziya toki orta boshlaydi va tashqi kuchlanishning biror qiymatidan boshlab tunnel toki nolga aylanib, faqat diffuziya toki qoladi. Demak, tunnel diodning volt-amper tavsifi ana shu ikki tokning natijaviy qiymati orqali belgilanadi.
Tunnelli diodning konstruktsiyasi va VAT 5.5-rasmda ko’rsatilgan.
Manfiy kuchlanishlar sohasida tunnel effekti hisobiga yetarlicha katta tok o’tadi (diodning qarshiligi kichik). Musbat kuchlanishlar sohasining 0 qismida (5.5-rasm) ham natijali tok tunnel toki bilan belgilanadi. Haraktiristikaning  nuqtasiga to’g’ri keladigan kuchlanish chegaraviy kuchlanish hisoblanadi. Undan keyingi qiymatlarda tunnel toki keskin kamayib, diffuziya toki orta boshlaydi. SHuning uchun harakteristikaning b oralig’ida natijaviy tokning kamayishi kuzatiladi. b nuqtaga yetganda, tunnel toki nolga aylanadi va harakteristika diffuziya toki bilan belgilanadi (bv qism).
Demak, tunnel diodining volt-amper tavsifi oddiy diodnikidan tubdan farq qiladi. Unda, birinchidan, ventilь xususiyati kuzatilmaydi va ikkinchidan, manfiy differentsial qarshilik soha vujudga keladi (b qism).
Tunnel diodlarining yana bir harakterli xususiyati ularda inertsionlikning ozligidir. Diodlarning bunday ish rejimidan yuqori va o’ta yuqori chastotali elektromagnit to’qinlarni generatsiyalashda foydalaniladi. Bundan tashqari, tunnel diodlari signallarni kuchaytirish va kommutatsiyalashda ishlatiladi.


a)

b) v)
5.5 - rasm. Tunnelli diodning konstruktsiyasi (a,b) va VAT (v);