Tunelová dioda
- někdy se také nazývá Esakiho dioda (podle japonského fyzika Esaki - objev v roce 1957).
- Je speciální prvek vykazující v určité části své charakteristiky negativní diferenciální odpor.
- PN přechod je vyroben ze silně dotovaných polovodičů (měrný odpor je jen 10-6 až 10 -5Ω.m) s velmi tenkou ochuzenou oblastí (řádově 10 nm). Používá se u koncentrací příměsí řádově 1025 m-3.
- Vzhledem k uvedeným skutečnostem se zvětšuje pravděpodobnost, že elektrony i s malou energií proniknou pře PN přechod. Jejich energie je menší než energie valenčních elektronů polovodičových materiálů, nezaplňují díry v polovodiči P, ale postupují dále pod vlivem vnějšího napětí. ¨
- Popsaný jev, tzv.tunelový jev,se projevuje strmým průběhem charakteristiky až do bodu vrcholového proudu Iv.Po jeho překročení se proud zmenšuje, protože elektrony již získaly energii, která přísluší energetickému stavu atomů, a proto zaplňují díry v polovodiči P. Charakteristika přechází do oblastu se záporným diferenciálním odporem
Po překročení důlového proudu ID charakteristika opět stoupá a přechází v bvyklý průběh.
- Je-li zatěžovací odpor větší než diferenciální odpor diody, protíná zatěžovací charakteristika diodovou ve třech bodech, z nichž pouze krajní nastavení pracovníého bodu do polohy P2 a P3 jsou stabilní. Při náhodném nastavení pracovního bodu do polohy P1 vyvolá i nepatrné zakolísání napětí okamžitý přesun pracovního bodu do jedné z krajních poloh.
- Protože při tunelovém jevu prochází elektrony PN přechodem velkou rychlostí, mohou se tunelové diody používat až do kmitočtů 1010 Hz.
Použití tunelové diody:
- zesilovací prvek v oblasti VKV
- spínací a paměťový prvek
- Dělič kmitočtů
- čítač impulsů v oblastech až do 1GHz.
Tunelové diody bývají nahrazovány tranzostory řízenými elektrickým polem.
.