隧道二极管教程

隧道二极管是可以到微波无线电频率波段操作的速度非常快的半导体二极管的一种形式。

它不同于其他形式的半导体二极管，它使用量子力学效应，被称为隧道。这与在其四特性曲线，使得它能够被用作振荡器和放大器的负阻区域提供隧道二极管。

虽然今天他们不广泛地用作某些设备，这些设备的确有其地位内射频技术。他们被用在电视接收机前端振荡器和示波器的触发电路等。他们已被证明有很长的寿命，并可提供非常高水平的性能时用作射频前置放大器。然而，今天，他们的应用程序往往有限因为更传统三个终端设备可以提供更好的表现在许多方面水平。

隧道二极管发展

隧道二极管是由命名衣尻于 1958 年，而他正在调查的属性用于高速双极晶体管的重掺杂的锗路口一个博士生研究发现的。

他的研究过程中衣尻产生一些重掺杂的高速双极晶体管路口，结果他发现，他们产生的振荡在微波频率下由于隧道效应。

然后在 1973 年，衣尻上隧道二极管的工作收到了诺贝尔物理学奖。

后由衣尻工作，其他研究人员证明，其他材料也表明隧道效应。雅克和 Lesk 在 1960 年，表明镓砷化物设备和别人表现出铟锡，然后在 1962 年，证明了效应包括铟砷化镓、 磷化铟和硅材料中。

隧道二极管电路符号

尽管隧道二极管的操作。其电路符号基于此标准的二极管，但 ‘尾巴’ 添加到栏元素符号以区别于其他形式的 PN 结二极管。

隧道二极管电路符号

优点和缺点

隧道二极管是不广泛地用作这些天就燕麦一次。与其他形式的半导体技术性能的改善，他们往往成为首选的选项。不过还是值得看隧道二极管，考虑其优点和缺点来发现它是否是一个可行的选择。

优势

• 非常高的速度 ︰ 操作的高速度意味着隧道二极管可以用于微波射频应用。
• 长寿 ︰ 研究已进行的隧道二极管，其表现将保持稳定在长时期内，在那里其他半导体器件可能已退化。

缺点

• 重现性 ︰ 它不一直可能使隧道二极管具有重现性好的表现，通常所需的水平。
• 低峰谷电流比 ︰ 负电阻区和峰谷电流是不是经常需要产生的可以获得与其他设备的性能水平一样高。

隧道二极管的早期成功的主要原因之一是它的操作，它可以处理高频率的高速度。这起因于许多其他设备，延缓了少数载流子的存在，而隧道二极管只使用多数载流子，即 n 型材料中的空穴和电子在 p 型材料这一事实。少数载流子慢下来设备的操作，因此他们的速度较慢。隧道效应也本来就非常快。

隧道二极管很少使用这些天，这源于它的缺点。首先他们只有隧道电流低，这意味着它们是低功率的装置。虽然这可能是可接受的低噪声放大器，它是一个明显的缺点，当他们被起诉在振荡器，如需要进一步的放大和这只可由具有较高的功率能力，即不隧道二极管的设备。第三个缺点是，它们在收益率较低，因此更高的生产成本而产生的设备重现性的问题。

应用程序

虽然几年前隧道二极管出现有前途，它很快就被替换其他半导体器件像雪崩二极管振荡器的应用程序和 Fet 放大器作为使用时。隧道二极管，不失为有用的设备，对于某些应用程序。

隧道二极管包括申请使用作为振荡器，虽然它也被用作放大器和混频器。

隧道二极管现正开始需要经历的主要优点之一是它的寿命。尽管它的使用时间长，一旦制造其性能保持稳定。随着时间的推移，其他设备可能会略有降低。