Rezonanční tunelovací dioda
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 11. prosince 2020; ověření vyžaduje 1 úpravu .Rezonanční tunelovací dioda (RTD, angl. resonant-tunelling diode, RTD ) - polovodičový prvek elektrického obvodu s nelineární proudově-napěťovou charakteristikou , který využívá tunelování nosičů náboje přes potenciálovou jámu obklopenou dvěma potenciálovými bariérami.
Rezonanční tunelová dioda má část proudově-napěťové charakteristiky se zápornou diferenciální vodivostí .
Struktura RTD
Rezonanční tunelová dioda využívá heterostrukturu , ve které je potenciálová jáma pro nosiče náboje, jako jsou elektrony, oddělena od oblastí dotovaných kontaktem potenciálovými bariérami. Například oblast potenciálního vrtu může být vyrobena z GaAs, oblasti potenciálních bariér - z Ga 1-x Al x As, vnější oblasti - z donorem dotovaného GaAs. Závislost potenciální energie na souřadnici typu kontakt-závora-jímka-zábrana-kontakt je tvořena odpovídajícím energetickým profilem okraje vodivého pásu . Skoky probíhají na spojích materiálů.
Jak to funguje
Heterostrukturou RTD s vysokou pravděpodobností projdou pouze ty elektrony, jejichž energie se přibližně shodují s energiemi kvantovaných hladin v potenciálové jámě. Tato pravděpodobnost výrazně převyšuje součin pravděpodobností průchodu jednotlivými bariérami a může se blížit jednotě. Elektrony s vyšší nebo nižší energií procházejí strukturou s extrémně nízkou pravděpodobností .
Hlavní část elektronů v emitujícím kontaktu je v této oblasti energeticky blízko okraje vodivostního pásma. Při nulovém napětí tato hrana obvykle leží níže než dokonce první úroveň jámy. Se zvýšením napětí aplikovaného na heterostrukturu se však profil deformuje , a když se energie elektronu v emitoru přiblíží energii kvantované hladiny uvnitř jamky, elektrický proud strukturou prudce vzroste. S dalším zvýšením napětí na diodě se však elektrony emitoru ukážou být vyšší než úroveň energie a pravděpodobnost jejich průchodu se opět sníží - proud heterostrukturou klesne. V důsledku toho vzniká oblast záporné diferenciální vodivosti. Za přítomnosti několika úrovní ( atd .) je rezonanční průchod elektronů možný při několika napětích, ale nejčastěji se používá pouze první úroveň.
Použití
Záporná diferenciální vodivost rezonanční tunelové diody se používá k vytvoření vysokofrekvenčních generátorů elektrických oscilací. Frekvence takových generátorů mohou dosáhnout terahertzového rozsahu.