Что такое туннельный диод?

Туннельный диод - это высокопроизводительный электронный компонент, используемый в высокоскоростных электронных схемах. Он используется в качестве конкретной формы полупроводника. Туннельный диод, также называемый диодом Эсаки, в честь своего изобретателя использует квантовую механику для создания чрезвычайно быстродействующего диода.

В 1957 году физик Лео Эсаки, работающий в компании, известной теперь как Sony, разработал первый ощутимый туннельный диод после того, как обнаружил, что воздействие туннельного эффекта на электроны создало намного более быструю обработку сигнала, передаваемого через диод. Он получил Нобелевскую премию по физике совместно с Брайаном Джозефсоном в 1973 году на основе их открытия и дизайна. После внедрения туннельных диодов для множества электронных устройств, производимых Sony Corporation, использование туннельных диодов быстро распространилось на других производителей, и многие из них создали свои собственные конструкции туннельных диодов на основе модели, созданной Esaki.

Туннельные диоды популярны, потому что они способны функционировать на скоростях относительно области микроволновых частот. Их дизайн и материалы, используемые для их создания, позволяют им функционировать с такой высокой скоростью. Этот атрибут позволяет туннельному диоду стать жизнеспособной частью многих различных электронных устройств, и туннельный диод используется рядом компаний-производителей электроники с момента его создания.

Причина, по которой эти диоды способны функционировать так же быстро, как и они, и создавать скорость обработки, на которую они способны, заключается в выравнивании проводимости и валентных электронных полос в нарушенной запрещенной зоне. Это выравнивание приводит к тому, что в диоде реализована способность обрабатывать входной сигнал значительно быстрее. В результате туннельный диод может использоваться в усилителях и процессорах обработки сигналов, а также в преобразователях частоты и генераторах.

Материал, из которого сделан диод, также влияет на скорость, с которой он может функционировать. Сам диод может быть изготовлен строго из германия, легкого и сверхпроводящего материала. Это материал, который в основном использовался, когда эти типы диодов впервые стали популярными.

Более поздние модели диодов были сделаны из других проводящих материалов. Примеры включают арсенид галлия, а также материалы на основе кремния. Использование различных материалов увеличивало или уменьшало скорость работы туннельного диода в зависимости от использования диода.