|
1.19 – rasm. Tunnel diodning volt –
amper xarakteristikasi (punktir chiziq nazariy olingan.)
noldan farqli bo‘lgan tok mavjudligi kuzatiladi. Bu tokning mavjudligini yuqorida aytib o‘tilgan tunnel effekti yoki diffuzion jarayon asosida tushuntirilib
bo‘lmaydi. Bu ortiqcha tok past temperaturalarda ham kuzatiladi.
Qator tajribalar shuni ko‘rsatdiki, bu tok ham tunnel effekti tabiatiga ega ekan. Haqiqatdan ham, ortiqcha tok diffuzion tokka qaraganda temperaturga ancha kuchsiz bog‘langan, bundan tashqari kuchli legirlangan yarimo‘tkazgichlarda kuchlanishiga bog‘liq bo‘lmaydi. Ba’zi hollarda grafikning biz ko‘rayotgan qismida, yana bitta maksimumni kuzatish mumkin. Shularning hammasi ortiqcha tokni tunnel tabiatiga ega ekanligidan darak beradi. Bu hodisani quyidagicha tushuntirish mumkin. Tashqi kuchlanish eV > µn + µp bo‘lganda n-yarimo‘tkazgichning o‘tkazuvchanlik zonasidagi elektronlar bilan to‘lgan qismi p-yarimo‘tkazgichning taqiqlangan zonasiga to‘g‘ri kelib qoladi. Taqiqlangan zonada yarimo‘tkazgichlarni tashkil qilgan atom elektronlarga tegishli energetik sathi bo‘lganligi uchun p-yarimo‘tkazgichdagi elektronlar tunnel effekti bilan taqiqlangan zonaga o‘tolmaydi. Lekin aralashmalar taqiqlangan zonada bir necha energetik sathlarni hosil qiladi. n-yarimo‘tkazgichning o‘tkazuvchanlik zonasidagi elektronlar p-yarimo‘tkazgichning taqiqlangan zonasidagi aralashamaning energetik sathiga o‘tib, so‘ngra o‘zidan fonon 3 chiqarib, valentlik zonasiga tushushi mumkin. Yoki elektronlar oldin fonon chiqarib, aralashmalarning energetik sathiga tushib, so‘ngra p-yarimo‘tkazgichning valentlik zonasiga o‘tishi mumkin. Bu hodisa tunnel diodning volt-amper xarakteristikasidagi minimum tokning, ya’ni ortiqcha tokning miqdorini oshirishga olib keladi Tashqi kuchlanish yana ham ortib borsa, diffuzion tok tunnel tokka qaraganda ko‘paya boradi. Natijada, tunnel diod yuqori kuchlanishda oddiy diod kabi volt-amper xarakteristikasiga ega bo‘ladi.
Tunnel diodning volt-amper xarakteristikasidagi maksimum va minimum tunnel toklari orasida diod manfiy differensial qarshilikka ega bo‘ladi. Bu oraliqda tashqi kuchlanish ortib borishiga qaramay, tok kuchi kamayib boradi. Tunnel diodning bunday xususiyati yuqori chastotalada ishlaydigan generator va kuchaytirgich tayyorlashga imkon beradi va yana mantiqiy o‘ta yuqоri tеzlikda ishlaydigan sхеmalarda ham qo‘llaniladi.
Tunnel diodlarining sxematik ko‘rinishi
Endi teskari tokni
1.20 – rasm. Tunnel diodga teskari kuchlanish qo‘yilganda elektronlar oqimining o‘zgarishi
|
1.21 – rasm. Ikkala tomoni ham aynigan holatda bo‘lgan o‘tishning 200, 300 va 350 0K temperaturalardagi volt –
amper xarakteristikasi
| ko‘rib chiqaylik. p-n o‘tishga kichik kuchlanish berilsa, p-yarimo‘tkazgich- ning valentlik zonasidagi elektronlar bilan bo‘lgan energetik sathlar n-yarim- o‘tkazgichning o‘tkazuv- chanlik zonasidagi bo‘sh o‘rinlar to‘g‘risiga ko‘tarilib qoladi. Bu esa p-yarimo‘t- kazgichdagi elektronlar- ning n-yarimo‘tkazgichga tunnel effekti orqali o‘tishiga imkon tug‘diradi (1.20-a rasm). Natijada p-n o‘tishdan tunnel tabiatiga ega bo‘lgan elektr toki o‘ta boshlaydi. Tashqi kuchla-
nish ortib borishi bilan p-yarimo‘tkazgichning valent zonasidan n-yarimo‘tkaz- gichning o‘tkazuvchanlik zonasiga o‘tayotgan elektronlarning soni ortib boradi (1.20 b rasm). Tunnel diodi oddiy diodlardan yana shu bilan farq qiladiki, testari tok to‘g‘ri tokdan miqdor jihatidan katta bo‘lib, amalda temperaturaga bog‘liq bo‘lmaydi. 1.21-rasmda ko‘rsatilgan volt-amper xarakteristika aynigan holatdagi
yarimo‘tkazgichlar 4 dan olingan p-n o‘tishga tegishli bo‘lib, Esaki tomonidan tajribada olingan.
VAХ nochiziqli bo‘lsa, uning har bir kichik sоhasi to‘g‘ri chiziq dеb qaraladi va
1.22 – rasm. 3И301Г tipdagi tunnel diodning volt – amper xarakteristikasi.
diffеrеnsial qarshilik kiritiladi. Agar хaraktеristika kamayuvchi bo‘lsa, bu sоhada qarshilik Ri manfiy qiymatga ega bo‘ladi. Tunnеl diоdi manfiy diffеrеntsial qarshilik bilan хaraktеrlanadi.
Sanoatda galliy arsenid va germaniy asosidagi tunnel diodlarini ishlab chiqarish keng miqyosda olib boriladi.
Misol tariqasida 3И301Г tipdagi tunnel diodning VAX i keltirilgan (1.22-rasm). 1.23-rasmda sanoatda ishlab chiqariladigan ba’zi tunnel diodlarining tashqi ko‘rinishlari keltirilgan.
1.23 – rasm. Sanoatda ishlab chiqariladigan ba’zi tunnel diodlarining tashqi ko‘rinishlari
Quyidagi jadvalda esa ba’zi tunnel diodlarining elektr parametrlari keltirilgan.
Tipi
|
Imak. mA
|
Imak./ Imin.
|
Umak. mV
|
Umin. mV
|
Up. V
|
АИ101А ГИ103Б АИ101Д АИ101Е АИ101И АИ201Е АИ201И ГИ305Г ГИ305Б
|
1,0
1,2
2,1
5,0
5,0
20
50
9,6
10,2
|
5
4
6
6
6
10
10
5
5
|
160
80
160
180
180
200
260
180
85
|
390
390
390
380
380
410
410
430
430
|
0,55
0,40
0,55
0,55
0.55
0,55
0,55
0,52
0,54
|
Yuqoridagi jadvalda:
Imak.-volt-amper xarakteristikasining maksimum nuqtasiga mos keluvchi to‘g‘ri tunnel tokining qiymati;
Imak./ Imin.-maksimal tok (Imak.) ning minimal tok (Imin.) ga nisbati; Umak.-maksimal tokka mos keluvchi to‘g‘ri kuchlanish qiymati; Umin.-minimal tokka mos keluvchi to‘g‘ri kuchlanish qiymati;
Up.-xarakteristika kuchlanishi (diod orqali o‘tayotgan diffuzion tok maksimal tunnel tokiga teng bo‘ladigan, volt-amper xarakteristikasining ikkinchi o‘suvchi shoxidagi kuchlanish qiymati).
АИ301Г tunnel diodi asosi galliyarsenidli yarimo‘tkazgichlardan tayyorlangan bo‘lib, tashqi muqovasi metal qoplamali va egiluvchan simli kontaktlarga ega. Quyida uning elektrik va texnik xarakteristikalari keltirilgan.
1.24-rasm. АИ301Г o‘lchamlari (mm larda)
Elektrik parametrlari:
Maksimal tok kuchi: Imak. = 9…11 mA, T = 25 0C;
Imak. = 7,7…11,6 mA, T = - 60 va +70 0C
Kuchlanish - U > 0,8 V.
VAXning minimum nuqtasidagi umumiy sig‘imi (1…10 MHz) - C<50 pF.
O‘zgarmas to‘g‘ri tok - 5,5 mA
Diod uchlari (elektrod)ni payvandlash ishlarini diod muqovasidan 3 mm dan kam bo‘lmagan masofalarda amalga oshirish tavsiya qilinadi. Diodlarni o‘rnatishda diod qopqog‘iga (uning tekisligiga perpendikulyar) tushadigan bosim kuchi (deformatsiya) 15 N dan oshmasligi kerak.
Do'stlaringiz bilan baham: | 
