Hvad er en tunneldiode?
En tunneldiode er en højtydende elektronisk komponent, der bruges i højhastigheds-elektroniske kredsløb. Det bruges som en bestemt form for halvleder. Også kaldet Esaki-dioden efter dens opfinder bruger tunneldioden kvantemekanik til at fremstille en ekstremt hurtig betjenende diode.
I 1957 designede fysiker Leo Esaki, der arbejdede for firmaet nu kendt som Sony, den første håndgribelige tunneldiode, efter at have konstateret, at det at tvinge en tunneleffekt på elektroner skabte en meget hurtigere behandling af signalet sendt gennem dioden. Han vandt en fællesbelønnet Nobelpris for fysik med Brian Josephson i 1973 baseret på deres opdagelse og design. Efter implementeringen af tunneldioder til en lang række elektroniske enheder, som Sony Corporation producerede, udvides brugen af tunneldioder hurtigt til andre producenter, og mange skabte deres egne tunneldiodesign baseret på den, der blev oprettet af Esaki.
Tunneldioder er populære, fordi de er i stand til at fungere i hastigheder i forhold til regionen med mikrobølgefrekvenser. Deres design og materialerne, der bruges til at skabe dem, giver dem mulighed for at fungere med en så høj hastighed. Denne egenskab gør det muligt for tunneldioden at blive en levedygtig del af mange forskellige elektroniske enheder, og tunneldioden er blevet brugt af en række elektronikproducentvirksomheder siden starten.
Årsagen til at disse dioder er i stand til at fungere så hurtigt som de gør og skabe den bearbejdningshastighed, de er i stand til, er på grund af indretningen af ledningen og valanceelektronbåndene inden for et brudt båndhul. Denne justering resulterer i kredsløbet, hvor dioden implementeres, så den kan behandle indgangssignalet på en markant hurtigere måde. Som et resultat kan tunneldioden bruges i forstærkere og signalprocessorer såvel som i frekvensomformere og oscillatorer.
Materialet, som dioden er lavet af, bidrager også til den hastighed, hvormed den er i stand til at fungere. Selve dioden kan fremstilles strengt af germanium, et let og ultraledende materiale. Dette er det materiale, der primært blev brugt, da disse typer dioder først blev populære.
Senere modeller af dioderne er lavet af andre ledende materialer. Eksempler inkluderer galliumarsenid såvel som siliciumbaserede materialer. Anvendelsen af forskellige materialer har enten øget eller nedsat funktionshastigheden for tunneldioden i henhold til brugen af dioden.