Туннельные в обращенные диоды

Туннельными называются полупроводниковые диоды, на вольтамперной характеристике которых имеется участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением (учас­ток АВ на рис. 26, а). Наличие такого участка, являющего­ся следствием проявления туннельного эффекта, позволяет использовать туннельные диоды для усиления и генериро­вания электрических колебаний, а также в переключающих схемах.

Основными параметрами туннельных диодов являются:

—пиковый ток I _п — значение прямого тока в точке мак­симума ВАХ, при котором значение дифференциальной ак­тивной проводимости равно нулю (di/du = 0);

—ток впадины I _в— значение прямого тока в точке ми­нимума ВАХ, при котором di/du = 0;

—отношение токов туннельного диода I _п/ I _в — отноше­ние пикового тока к току впадины;

—напряжение пика U _п -значение прямого напряже­ния, соответствующего пиковому току;

—напряжение впадины U_e— прямое напряжение, соот­ветствующее току впадины;

—напряжение раствора U_рр— значение прямого напря­жения на второй восходящей ветви ВАХ туннельного дио­да, при котором ток равен пиковому.

Туннельные диоды изготавливают из германия или арсенида галлия, содержащих большую концентрацию приме­сей (10¹⁸—IO²⁰ см^-3)- Германиевые туннельные диоды оформ­ляются в металлостеклянных корпусах с гибкими вывода­ми, арсенид-галлиевые — в металлокерамических.

Puc. 26. Вольтамперные характеристики (а, г) и условные обозначения туннельных (б) и обращенных (в) диодов

Достоинствами туннельных диодов являются: высокие рабочие частоты, малые шумы, слабая зависимость пара­метров от температуры. Недостатки: малый диапазон рабо­чих напряжений, малая мощность, несовместимость техно­логии изготовления (туннельные диоды изготавливают обыч­но методом сплавления) с технологией изготовления ин­тегральных схем, сложность цепей развязки между входом и выходом.

Обращенные диоды представляют собой разновидность туннельных диодов и характеризуются тем, что вместо уча­стка с отрицательным дифференциальным сопротивлением у них на ВАХ имеется практически горизонтальный участок (рис. 26, г). В отличие от туннельных диодов для изготовле­ния обращенных диодов применяются невырожденные гер­маний и арсенид галлия.

Из рис. 26, г видно, что в обращенных диодах обрат­ный ток значительно больше прямого, отчего и произошло название этих диодов.

Малая инерционность обращенных диодов позволяет ис­пользовать их для работы в диапазоне СВЧ, в частности для выпрямления малых высокочастотных и СВЧ-сигналов.

Условные графические обозначения туннельных и обра­щенных диодов даны соответственно на рис. 26, б и 26, в.