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隧道二極體---基於重摻雜PN結隧道效應而製成的半導體兩端器件。隧道效應是1958年日本江崎玲於奈在研究重摻雜鍺PN結時發現的,故隧道二極體又稱江崎二極體。

目錄

1 隧道二極體 -簡介

隧道二極體,基於重摻雜PN結隧道效應而製成的半導體兩端器件。隧道效應是1958年日本江崎玲於奈在研究重摻雜鍺PN結時發現的,故隧道二極體又稱江崎二極體。這一發現揭示了固體中電子隧道效應的物理原理,江崎為此而獲得諾貝爾獎金物理學獎。隧道二極體通常是在重摻雜 N型(或 P型)的半導體片上用快速合金工藝形成高摻雜的PN結而製成的;其摻雜濃度必須使PN結能帶圖中費米能級進入N型區的導帶和P型區的價帶;PN結的厚度還必須足夠薄(150埃左右),使電子能夠直接從N型層穿透pn結勢壘進入P型層。這樣的結又稱隧道結。

 
隧道二極體的主要特點是它的正向電流-電壓特性具有負阻(見圖)。這種負阻是基於電子的量子力學隧道效應,所以隧道二極體開關速度達皮秒量級,工作頻率高達100吉赫。隧道二極體還具有小功耗和低雜訊等特點。隧道二極體可用於微波混頻、檢波(這時應適當減輕摻雜,製成反向二極體),低雜訊放大、振蕩等。由於功耗小,所以適用於衛星微波設備。還可用於超高速開關邏輯電路、觸發器和存儲電路等。   

研究不同半導體材料製成的隧道二極體的基本特性,還能深入了解半導體中的能帶結構和一些與量子力學有關的物理問題。

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