2.13. Параметры туннельных диодов.

Основными параметрами туннельного диода, связанными с его вольтамперной ха­рактеристикой (рис. 2.22), являются:

1. I_пик. - пиковый ток.

2. I_вп. - ток впадины, соответствующий минимуму вольтамперной характеристики.

3. U_{пик .}- напряжение пика.

4. U_вп. - напряжение впадины.

5. U_рр - напряжение раствора (прямое напряжение на второй прямой восходящей ветви вольтамперной характеристики при токе, равном пиковому).

6. - отношение пикового тока к току впадины.

7. R_д - отрицательное дифференциальное сопротивление диода.

Наличие участка вольтамперной характеристики диода о отрицатель­ным дифференциальным сопротивлением позволяет использовать туннель­ный диод в переключающих схемах, а также для усиления и генери­рования колебаний. В связи с тем, что перенос тока (ток переносится основными носителями) не связан с медленными процессами диффузии или дрейфа носителей, туннельный диод может работать на очень высоких частотах, до сотен ГГц. Частотные свойства диода ограничены условием сохранения отрицательного сопротивления по отношению к внешней цепи.

Н а рис. 2.23 представлена эквивалентная схема туннельного диода для малого синусоидального сигнала при работе на падающем участ­ке вольтамперной характеристики. На этой схеме L_д - индуктивность выводов диода, r_б- сопротивление базы диода (включает сопротивле­ние контактов и выводов), С_p-n - емкость перехода диода при заданном напряжении смещения, R_диф. - отрицательное дифференциальное сопротив­ление диода.

На некоторой частоте  сопротивление диода можно предста­вить в виде: .

На частоте , называемой критической частотой туннельного диода, его активная составляющая становится равной нулю, т.е. .

Определённая из этого условия критическая частота

.

. Исследование этого выражения на максимум относительно величины показывает, что при , .

Таким образом, частотные свойства туннельного диода определяются пос­тоянной времени .

В ажно отметить, что туннельные диода могут работать как при очень низких, так и при белее высоких температурах, нежели другие приборы с p-n переходом на основе того же материала. Это объясняется сильным легированием p и n областей.

2.14. Обращённый диод.

Интересным вариантом туннельного диода является обращенный диод, вольтамперная характеристика которого изображена на (рис. 2.24). Подобная характеристика получается, если подобрать концентрации примесей так, чтобы при отсутствии смещения, границы зон совпадали. В этом случае уровень Ферми находится у краёв зон, и туннельный ток может проходить только при обратных напряжениях.

56