Ma’ruza №20 yarimo‘tkazgich diodlar (2-qism) Tunel va o’girilgan diodlar

Ma’ruza № 20
YARIMO‘TKAZGICH DIODLAR (2-qism)


Tunel va o’girilgan diodlar


Tunnel diod deb, aynigan yarimo'tkazgichlar asosida hosil qilingan, teskari va kichik to'g'ri kuchlanish ta’sirida zaryad tashuvchilarning tunellashuvi hamda VAXsining to'g'ri shoxobchasida manfiy differensial qarshilikli soha kuzatiladigan elektron asboblarga aytiladi. Tunnel diodlar tuzilishi boshqa diodlamikidan deyarli farq qilmaydi, lekin ulami hosil qilish uchun kiritmalar konsentratsiyasi 10²⁰ sm^-3 ni tashkil etuvchi yarimo'tkazgichlardan (GaAs yoki Ge) foydalaniladi.
Agar tunnel diodga to‘g‘ri yo'nalishda kichik kuchlanish berilsa, elektronlar o'tkazuvchanlik zonadan qarshisidagi valent zonaning bo'sh sathlariga tunnel ra-vishda o'tadi (20.1, a – rasm). To'g'ri siljituvchi kuchlanish qiymati ortishi bilan to'g'ri tunnel tok ortib boradi va o'tkazuvchanlik zonadagi elektronlarning maksi-mal konsentratsiyasi valent zonadagi bo'sh sathlaming maksimal soniga teng bo'l-ganda eng yuqori qiymatga erishadi (20.1, b-rasmda diod VAXning OA qismi). To'g'ri siljituvchi kuchlanish qiymati yana ham ortishi bilan E_c va E_v sathlarning bir-birini qoplashi kamayadi, natijada tunnel tok qiymati kamayadi, E_c sath E_v sathning ro'parasiga kelganda elektronlarning tunnellashuvi to'xtaydi (20.1, b – rasmda diod VAXning AB sohasi). Bunda to'g'ri tok nolgacha kamaymaydi, chun-ki to'g'ri siljituvchi kuchlanish qiymati ortishi bilan diffuziya toki orta boshlaydi.



20.1 – rasm. Tunnel diodning (a) energetik diagrammasi
va (b) volt-amper xarakteristikasi.

VAX nochiziqli bo'lganda, uning har bir kichik sohasi to'g'ri chiziq sifatida qaralib, xarakteristikaning ushbu nuqtasi uchun differensial qarshilik kiritiladi R_D=dU/dI. Agar xarakteristikada kuchlanish ortishi bilan tok kamayadigan soha mavjud bo'lsa, ushbu sohada differensial qarshilik manfiy (R_D<0) qiymatlarga ega bo'ladi.

Tunnel diod VAXi 20.1, b-rasmda keltirilgan. Xarakteristikaning AB sohasi manfiy differensial qarshilikka egaligi bilan ifodalanadi. Agar tunnel diod elektr zanjir tebranish konturiga ulansa, kontur parametrlari va manfiy differensial qar-shilikning qiymatlari orasidagi ma’lum munosabatlarda ushbu zanjirda signallarni kuchaytirish yoki generatsiyalash imkoniyati yuzaga keladi. Tunnel diodlar asosan 3-30 GGsgacha chastotalar diapazonida ishlatiladi.
Potensial to‘siq balandligi diod n- va p-sohalarining konsentratsiyalariga bog'liq. Yuqori konsentratsiyali p-n o'tish sohalaridan birida legirlash darajasi kamaytirilsa, p-n o'tishga kuchlanish berilmagan holda E_Cn va E_v sathlar bir xil balandlikda yotishiga erishish mumkin. Bunday holda p-n o'tish to'g'ri siljitilganda tunnel tok hosil bo'lmaydi va VAXning to'g'ri shoxobchasi diffuziya toki hisobiga hosil bo'ladi. Ushbu diodlarning teskari shoxobchasi elektronlaming tunnellanishi bilan aniqlanadi (20.2 – rasm) va ular o'girilgan diod deb ataladi. Ular tunnel diodlarning bir ko'rinishi bo'lib, radiotexnik qurilmalarda detektorlar, signallar sathi past boiganda, aralashtirgich sifatida hamda kalit qurilmalarda ishlatiladi.

20.2-rasm. Tunnel diodning ulanish sxemasi (a) va o’girilgan diodning VAXsi (b).