Міністерство освіти і науки України НУ «Львівська політехніка» Кафедра ТРР Лабораторна робота №3 Тунельні діоди Львів 2007 Мета: вивчення принципів дії та властивості тунельного і оберненого діодів, експериментальне визначення їх характеристик та параметрів. Основні теоретичні положення. Тунельні діоди – напівпровідниковий діод, в якому використовується тунельний механізм переносу носіїв заряду через рп-перехід і на вольт-амперній характеристиці якого є ділянка з від’ємним диференціальним опором. Схемні позначення діодів. Тунельний діод Обернений діод Основною характеристикою тунельного діода є статична вольт-амперна характеристика. Вона має характерну ділянку, на якій струм із зростанням напруги спадає. Диференціальний опір націй ділянці є від’ємний. Протяжність цієї ділянки визначається концентрацією домішок та матеріалом напівпровідника. До основних параметрів тунельного діода відносять піковий струм, струм западини , відношення струму піку до струму западини, напруга піку, напруга западини, напруга розриву. Споживана потужність Т9 мала (не більше від 1% потужності, яку споживають звичайні напівпровідникові діоди). Відомо, що збільшення температури приводить до зменшення ширини забороненої зони напівпровідника. Це у свою чергу, викликає зменшення ширини забороненої зони рп-переходу і відомо,зростання ймовірності тунелювання електронів. Отже тунельна складова струму і піковий струм із зростанням температури зростатимуть. Слід зауважити, що тунельні діоди можуть працювати при дуже малих температурах, при яких звичайні діоди перестають працювати. Важливою перевагою тунельного діода перед звичайними напівпровідниковими приладами є те, що вони можуть працювати на досить високих частотах. Це пояснюється тим, що тунельний перехід електронів відбувається практично миттєво – за 10-13сек. У зв’язку з цим тунельні діоди можуть працювати на частотах до сотень гігагерц. Верхня межа частотного діапазону є власна ємність, тобто тунельний діод складається з активної і реактивної складової. Високі робочі частоти, малі шуми, слабка залежність параметрів від температури, наявність від’ємного диференціального опору дають змогу застосувати тунельний діод для підсилення і генерування сигналів, в схемах перемикання та швидкодіючих імпульсних пристроях. Обернені діоди мають низькі рівні шумів і нелінійну вольт-амперну характеристику, кращі частотні характеристики, оскільки тунелювання мало інерційне, а накопичення і розсмоктування неосновних носіїв заряду відсутні. Обернені діоди широко застосовують як детектори надвисокочастотних сигналів, у швидкодіючих імпульсних схемах. Експериментальна частина.


Висновок: на даній лабораторній роботі я вивчив принцип дії та властивості тунельного діода, експериментально визначив їх характеристики та параметри.