Hva er en tunneldiode?

En tunneldiode er en elektronisk komponent med høy ytelse som brukes i elektroniske høyhastighetskretser. Den brukes som en spesifikk form for halvleder. Tunneldioden, også kalt Esaki-dioden etter sin oppfinner, bruker kvantemekanikk for å produsere en ekstremt hurtigdiode.

I 1957 designte fysiker Leo Esaki, som jobbet for selskapet nå kjent som Sony, den første håndgripelige tunneldioden etter å ha funnet ut at å tvinge en tunneleffekt på elektroner skapte en mye raskere prosessering av signalet som ble sendt gjennom dioden. Han vant en felles opptjent Nobelpris for fysikk med Brian Josephson i 1973 basert på deres oppdagelse og design. Etter implementeringen av tunneldioder for en rekke elektroniske enheter Sony Corporation produserte, utvidet bruken av tunneldioder raskt til andre produsenter, og mange opprettet sine egne tunneldiodesign basert på den som ble opprettet av Esaki.

Tunneldioder er populære fordi de er i stand til å fungere i hastigheter i forhold til området med mikrobølgefrekvenser. Designet og materialene som brukes til å lage dem lar dem fungere med en så høy hastighet. Denne attributtet gjør det mulig for tunneldioden å bli en levedyktig del av mange forskjellige elektroniske apparater, og tunneldioden har blitt brukt av en rekke elektronikkindustrien siden starten.

Årsaken til at disse diodene er i stand til å fungere så raskt som de gjør, og skaper prosesseringshastigheten de er i stand til, er på grunn av innretningen av ledningen og valanselektronbåndene i en ødelagt båndhull. Denne innretningen resulterer i at kretsen som dioden er implementert for å kunne behandle inngangssignalet på en betydelig raskere måte. Som et resultat kan tunneldioden brukes i forsterkere og signalprosessorer, så vel som i frekvensomformere og oscillatorer.

Materialet som dioden er laget av, bidrar også til hastigheten som den er i stand til å fungere. Selve dioden kan være fremstilt strengt av germanium, et lett og ultraledende materiale. Dette er materialet som først og fremst ble brukt da disse typer dioder først ble populære.

Senere modeller av diodene er laget av andre ledende materialer. Eksempler inkluderer galliumarsenid så vel som silisiumbaserte materialer. Bruken av forskjellige materialer har enten økt eller redusert funksjonshastigheten for tunneldioden, i henhold til bruken av dioden.