diodo t煤nel

<p>Definici贸n: El diodo t煤nel es un diodo de uni贸n PN altamente conductor y fuertemente dopado en el que la corriente induce debido a la tunelizaci贸n. La tunelizaci贸n es el fen贸meno de conducci贸n en el material semiconductor en el que el portador de carga golpea la barrera en lugar de atravesarla.

El diodo t煤nel es un diodo de uni贸n PN fuertemente dopado. La concentraci贸n de impurezas en el diodo de uni贸n PN normal es de aproximadamente 1 parte en 108. Y en el diodo de t煤nel, la concentraci贸n de impurezas es de aproximadamente 1 parte en 103. Debido al fuerte dopaje, el diodo conduce la corriente tanto en la parte delantera como en la delantera. as铆 como en sentido inverso. Es un dispositivo de conmutaci贸n r谩pida; por lo tanto, se utiliza en osciladores, computadoras y amplificadores de alta frecuencia.

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S铆mbolo de diodo de t煤nel

El s铆mbolo del diodo de t煤nel se muestra en la siguiente figura. El c谩todo y el 谩nodo son los dos terminales de material semiconductor. El material de tipo p atrae los electrones y, por lo tanto, se denomina 谩nodo, mientras que el material de tipo n emite los electrones y se denomina c谩todo.

diodo de t煤nel

Construcci贸n de Diodo T煤nel

El dispositivo se construye utilizando dos terminales, a saber, 谩nodo y c谩todo. El semiconductor de tipo p act煤a como 谩nodo y el material semiconductor de tipo n act煤a como c谩todo. El arseniuro de galio, el germanio y el antimoniuro de galio se utilizan para fabricar el diodo t煤nel.

pellet-t煤nel-diodoLa relaci贸n entre el valor pico de la corriente directa y el valor de la corriente valle es m谩xima en el caso del germanio y menor en el caso del silicio. Por lo tanto, no se utiliza silicio para fabricar el diodo t煤nel. La densidad de dopaje del diodo t煤nel es 1000 veces mayor que la del diodo ordinario.

Caracter铆stica de voltios-amperios

En la polarizaci贸n directa, la conducci贸n inmediata ocurre en el diodo debido a su fuerte dopaje. La corriente en un diodo alcanz贸 su valor m谩ximo IP cuando el voltaje Vp se aplic贸 a trav茅s de 茅l. Cuando m谩s aumenta el voltaje, la corriente a trav茅s de la terminal disminuye. Y va decreciendo hasta llegar a su valor m铆nimo. Este valor m铆nimo de corriente se denomina corriente de valle Iv.

curva caracter铆stica de diodo t煤nelEl gr谩fico anterior muestra que del punto A al punto B el valor de la corriente disminuye con el aumento del voltaje. Entonces, de A a B, el gr谩fico muestra la regi贸n de resistencia negativa del diodo t煤nel. Esta regi贸n muestra la propiedad m谩s importante del diodo. Aqu铆, en esta regi贸n, el diodo de t煤nel produce la energ铆a en lugar de absorberla.

Trabajo de diodo de t煤nel

Cuando el diodo de t煤nel no est谩 polarizado, o podemos decir que no se aplica voltaje a trav茅s del diodo, en ese caso, la banda de conducci贸n del material semiconductor de tipo n se superpone con la banda de valencia del material de tipo p. Esto sucede debido al fuerte dopaje. Los niveles de energ铆a del hueco y el electr贸n en los lados p y n, respectivamente, siguen siendo los mismos.

Cuando la temperatura aumenta, los electrones pasan de la banda de conducci贸n de la regi贸n n a la banda de valencia de la regi贸n p. De manera similar, el agujero, hace un t煤nel desde la banda de valencia de la regi贸n p a la banda de conducci贸n de la regi贸n n. La corriente cero fluye a trav茅s del diodo en la condici贸n no polarizada.

diodo de t煤nel imparcialCuando se aplica un voltaje peque帽o a trav茅s del diodo de t煤nel cuya magnitud es menor que el voltaje de la regi贸n de agotamiento incorporado, entonces ning煤n electr贸n cruza la regi贸n de agotamiento y la corriente cero fluye a trav茅s del diodo. Los pocos electrones de la regi贸n n de la banda de conducci贸n pasan a la regi贸n p de la banda de valencia. Debido al efecto t煤nel de los electrones, la peque帽a corriente directa fluye a trav茅s de la regi贸n de empobrecimiento.

peque帽o-corriente-t煤nel-diodoCuando se aplica el alto voltaje a trav茅s del diodo de t煤nel, se genera la cantidad de electrones y huecos. El aumento de voltaje aumenta la superposici贸n de la conducci贸n y la banda de valencia. Los niveles de energ铆a de la banda de valencia del lado n y la banda de conducci贸n del lado p son iguales. Por lo tanto, la corriente m谩xima fluye a trav茅s del t煤nel.

diodo de corriente m谩ximaCuando el voltaje aplicado aumenta a煤n m谩s, la banda de valencia y conducci贸n del diodo est谩 ligeramente desalineada. Pero la banda de conducci贸n de la regi贸n de tipo n y la banda de valencia de la regi贸n de tipo p a煤n se superponen. La peque帽a corriente fluye a trav茅s del diodo y, por lo tanto, la corriente del t煤nel comienza a disminuir.

t煤nel-diodo-comienza-decrecienteSi el voltaje a trav茅s del conductor aumenta considerablemente, la corriente del t煤nel cae a cero. En esta condici贸n, la banda de conducci贸n del lado n y la banda de valencia del lado P no se superponen entre s铆, y el diodo se comporta como un diodo de uni贸n PN ordinario. Si la magnitud del voltaje es mayor que el voltaje incorporado, la corriente directa fluye a trav茅s del diodo.

驴Qu茅 es la resistencia negativa en Tunnel Didoe?

Se muestra arriba en el gr谩fico que entre el punto Iv e Ip la corriente comienza a disminuir cuando se le aplica el voltaje. Esta regi贸n del gr谩fico se conoce como la regi贸n de resistencia negativa. Es la caracter铆stica m谩s importante del diodo t煤nel. En esta regi贸n, el diodo t煤nel genera la energ铆a en lugar de absorberla.

El circuito equivalente del diodo t煤nel se expresa en la siguiente figura. El Rs representa la resistencia de los cables de conexi贸n del diodo y el material semiconductor. Es aproximadamente igual a los 5惟. Ls es la inductancia de los cables de conexi贸n y es casi igual a 0.5nH. El Cd es la capacitancia de difusi贸n de la uni贸n, y su magnitud se encuentra entre 5 y 100 pF.

diagrama-de-circuito-equivalenteVentajas y desventajas del diodo de t煤nel

El diodo t煤nel tiene un bajo costo. Produce poco ruido, y su fabricaci贸n es tambi茅n muy sencilla. El diodo da una respuesta r谩pida y su funcionamiento es moderado. El diodo t煤nel funciona con baja potencia.

La desventaja del diodo t煤nel es que el voltaje de salida del diodo oscila. Es un dispositivo de dos terminales, pero sus circuitos de entrada y salida no est谩n aislados entre s铆.

Aplicaciones del diodo t煤nel

El diodo de t煤nel se puede utilizar como amplificador y como oscilador para detectar peque帽as frecuencias altas o como interruptor. Es un componente de alta frecuencia porque da respuestas muy r谩pidas a las entradas.

El diodo t煤nel no se usa mucho porque es un dispositivo de baja corriente.

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