Rezonáns alagút dióda
Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2020. december 11-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzéshez 1 szerkesztés szükséges .Rezonáns alagútdióda (RTD, eng. resonant-tunneling diode, RTD ) - nemlineáris áram-feszültség karakterisztikával rendelkező elektromos áramkör félvezető eleme , amely a töltéshordozók alagútját két potenciálgáttal körülvett potenciálkúton keresztül használja.
A rezonáns alagútdióda az áram-feszültség karakterisztikának egy része negatív vezetőképességgel rendelkezik .
A KTF felépítése
A rezonáns alagútdióda heterostruktúrát használ , amelyben a töltéshordozók, például az elektronok potenciálját potenciálgáttal választják el az érintkezési adalékolt régióktól. Például a potenciálkút tartománya készülhet GaA-ból, a potenciális gát tartományai - Ga 1-x Al x As-ból, a külső régiók - donorral adalékolt GaAs-ból. A potenciális energia függését az érintkező-sorompó-kút-sorom-érintkező típus koordinátájától a vezetési sáv élének megfelelő energiaprofilja hozza létre . Az ugrások az anyagok találkozásánál történnek.
Hogyan működik
Csak azok az elektronok mennek át nagy valószínűséggel az RTD heterostruktúrán, amelyek energiái megközelítőleg egybeesnek a potenciálkút kvantált szintek energiáival. Ez a valószínűség jelentősen meghaladja az egyes korlátokon való áthaladás valószínűségeinek szorzatát, és közel lehet az egységhez. A nagyobb vagy kisebb energiájú elektronok rendkívül kis valószínűséggel haladnak át a szerkezeten .
A kibocsátó érintkezőben lévő elektronok nagy része energetikailag közel van a vezetési sáv széléhez ebben a tartományban. Nulla feszültségnél ez az él általában még a gödör első szintjénél is alacsonyabban fekszik . A heterostruktúrára alkalmazott feszültség növekedésével azonban a profil deformálódik , és amikor az emitterben lévő elektronenergia közel kerül a kút belsejében lévő kvantált szint energiájához, a szerkezeten áthaladó elektromos áram erősen megnő. A diódán keresztüli feszültség további növekedésével azonban az emitter elektronok magasabbnak bizonyulnak, mint az energiaszint, és áthaladásuk valószínűsége ismét alacsony lesz - a heterostruktúrán áthaladó áram csökken. Ennek eredményeként egy negatív differenciális vezetőképességű régió keletkezik. Több szint ( , stb.) jelenlétében az elektronok rezonáns áthaladása több feszültségen is lehetséges, de leggyakrabban csak az első szintet használják.
Használat
A rezonáns alagútdióda negatív differenciális vezetőképességét az elektromos rezgések nagyfrekvenciás generátorainak létrehozására használják. Az ilyen generátorok frekvenciája elérheti a terahertzes tartományt.