Resonans tunneldiod
Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 11 december 2020; verifiering kräver 1 redigering .Resonant tunneling diode (RTD, eng. resonant-tunneling diode, RTD ) - ett halvledarelement i en elektrisk krets med en olinjär ström-spänningskarakteristik , som använder tunnling av laddningsbärare genom en potentialbrunn omgiven av två potentialbarriärer.
Resonanstunneldioden har en del av ström-spänningskarakteristiken med negativ differentialledningsförmåga .
FoTU:ns struktur
Den resonanta tunneldioden använder en heterostruktur , där potentialbrunnen för laddningsbärare, såsom elektroner, är separerad från de kontaktdopade områdena av potentialbarriärer. Till exempel kan regionen för den potentiella brunnen vara gjord av GaAs, regionerna med potentiella barriärer - från Ga1 - x Alx As, de yttre regionerna - från donatordopade GaAs. Beroendet av den potentiella energin på koordinaten för typen kontakt-barriär-brunn-barriär-kontakt skapas av motsvarande energiprofil för kanten av ledningsbandet . Hoppningar sker vid korsningarna av material.
Hur det fungerar
Endast de elektroner vars energier ungefär sammanfaller med energierna för kvantiserade nivåer i den potentiella brunnen passerar genom RTD-heterostrukturen med hög sannolikhet. Denna sannolikhet överstiger avsevärt produkten av sannolikheterna för att passera individuella barriärer och kan vara nära enhet. Elektroner med högre eller lägre energi passerar genom strukturen med extremt låg sannolikhet .
Huvuddelen av elektronerna i den emitterande kontakten är energiskt nära kanten av ledningsbandet i detta område. Vid nollspänning ligger denna kant vanligtvis lägre än till och med den första nivån av gropen. Men med en ökning av spänningen som appliceras på heterostrukturen deformeras profilen , och när elektronenergin i emittern blir nära energin för den kvantiserade nivån inuti brunnen, ökar den elektriska strömmen genom strukturen kraftigt. Men med en ytterligare ökning av spänningen över dioden visar sig emitterelektronerna vara högre än nivån i energi och sannolikheten för deras genomgång blir återigen låg - strömmen genom heterostrukturen sjunker. Som en konsekvens uppstår ett område med negativ differentiell konduktivitet. I närvaro av flera nivåer ( , etc.) är resonanspassagen av elektroner möjlig, respektive vid flera spänningar, men oftast används bara den första nivån.
Användning
Den negativa differentialledningsförmågan hos en resonant tunneldiod används för att skapa högfrekventa generatorer av elektriska svängningar. Frekvenserna för sådana generatorer kan nå terahertzområdet.