1.5Принцип роботи тунельного діода

Рисунок 1.5 – Вольт-амперна характеристика тунельного діода

Сутність тунельного ефекту полягає в наступному. Відповідно до законів класичної механіки електрон може пройти через потенціальний бар’єр, якщо його енергія більша, ніж висота бар’єра. В іншому випадку електрон відіб’ється від потенціального бар’єра. Відповідно же до законів квантової механіки, якщо ширина потенціального бар’єра достатньо мала, тоді електрон "просочується" через потенціальний бар’єр навіть в тому випадку, коли його енергія менша висоти бар’єра. При цьому енергія електрона не змінюється. Такий перехід електронів через вузькі потенціальні бар’єри називається тунельним. Тунельні діоди на відміну від звичайних випрямляючих діодів виготовляються на основі високолегованих напівпровідникових матеріалів. Концентрація домішок дорівнює 10-24- 10-26м−3, в результаті чого ширина переходів тунельних діодів на два порядки менша, ніж у звичайних і не перевищує 10−8м. Для виготовлення тунельних діодів використовуються такі матеріали: Gе, Sі, GаАs,IпSв. При збільшенні концентрації донорних та акцепторних домішок, внаслідок взаємодії атомів, домішкові рівні розщеплюються, утворюючи зони, які можуть зливатися з зоною провідності або з валентною зоною напівпровідника. Рівень Фермі наближається до дна зони провідності в