Tünel diyotu, 1958 yılında Tokyo Üniversitesi'nden profesör olan Japon fizikçi Leo Esaki tarafından keşfedildi. Tünel diyotunun çalışması, kuantum fiziğinde bilinen tünel etkisine dayanmaktadır. Bu yarı iletken cihaza olan ilgi, 100 GHz'e kadar frekanslarda, 400 C'ye kadar sıcaklıklarda çalışabilmesi, nispeten düşük gürültü seviyeleri, düşük ağırlık ve boyutlar ve izin verilen yüksek radyasyon seviyesinden kaynaklanmaktadır. Tünel diyotunun dezavantajları düşük çıkış gücü ve giriş ile çıkış arasında “dahili” izolasyonun olmamasıdır.
Tünel diyot, akım-gerilim özellikleri negatif diferansiyel dirençli bir bölüme sahip olan bir grup yarı iletken cihaza aittir. Bir tünel diyotu, öncelikle mikrodalga bölgesinde çalışmak üzere çok işlevli bir cihaz (amplifikasyon, üretim, anahtarlama vb.) olarak kullanılır. Daha düşük frekanslarda çalışabilir, ancak bu durumda verimliliği, örneğin bir transistörden çok daha düşüktür. Bir tünel diyotunun çalışması, tünel etkisine dayanmaktadır; bunun özü, enerjiye potansiyel bariyerin yüksekliğinden daha az olan bir elektronun, bu ince potansiyel bariyere bir miktar olasılıkla nüfuz edebilmesidir.
Bir tünel diyotu aşağıdaki ana parametrelerle karakterize edilir:
- akım-gerilim karakteristiğinin maksimum ve minimumundaki akımların oranı (Imax / Imin);
- LED bölümünde maksimum türev S=dI /dU noktasında negatif diferansiyel iletkenlik (eğim); - maksimum türev R = dU / dI noktasında
LED bölümündeki negatif diferansiyel direnç ; - anahtarlama devresinde tünel diyotu çalışırken yük boyunca olası bir voltaj dalgalanmasını belirleyen anahtarlama voltajı ∆Uн= U3-U1 ;
- genellikle minimum akımda ölçülen diyotun bariyer kapasitansı C(U2). Maksimum akımdaki kapasite C(U1)≈0,8C(U2)'dir.
Tünel diyotunun ayırt edici özellikleri aynı zamanda düşük güç tüketimi, radyasyona karşı direnç, küçük boyutlar ve ağırlıktır. Sıcaklığın karakteristik üzerindeki etkisi nispeten küçüktür.
Tünel diyot, akım-gerilim özellikleri negatif diferansiyel dirençli bir bölüme sahip olan bir grup yarı iletken cihaza aittir. Bir tünel diyotu, öncelikle mikrodalga bölgesinde çalışmak üzere çok işlevli bir cihaz (amplifikasyon, üretim, anahtarlama vb.) olarak kullanılır. Daha düşük frekanslarda çalışabilir, ancak bu durumda verimliliği, örneğin bir transistörden çok daha düşüktür. Bir tünel diyotunun çalışması, tünel etkisine dayanmaktadır; bunun özü, enerjiye potansiyel bariyerin yüksekliğinden daha az olan bir elektronun, bu ince potansiyel bariyere bir miktar olasılıkla nüfuz edebilmesidir.
Bir tünel diyotu aşağıdaki ana parametrelerle karakterize edilir:
- akım-gerilim karakteristiğinin maksimum ve minimumundaki akımların oranı (Imax / Imin);
- LED bölümünde maksimum türev S=dI /dU noktasında negatif diferansiyel iletkenlik (eğim); - maksimum türev R = dU / dI noktasında
LED bölümündeki negatif diferansiyel direnç ; - anahtarlama devresinde tünel diyotu çalışırken yük boyunca olası bir voltaj dalgalanmasını belirleyen anahtarlama voltajı ∆Uн= U3-U1 ;
- genellikle minimum akımda ölçülen diyotun bariyer kapasitansı C(U2). Maksimum akımdaki kapasite C(U1)≈0,8C(U2)'dir.
Tünel diyotunun ayırt edici özellikleri aynı zamanda düşük güç tüketimi, radyasyona karşı direnç, küçük boyutlar ve ağırlıktır. Sıcaklığın karakteristik üzerindeki etkisi nispeten küçüktür.