Diodo Túnel.docx

Diodo túnel. Es un dispositivo semiconductor que se compone de dos regiones cargadas opuestamente y separadas por una región neutra muy estrecha. La corriente eléctrica, o tasa de tunelaje, puede controlarse sobre un amplio intervalo variando el voltaje de polarización, lo cual cambia la energia de los electrones de tunelaje. Diodo Túnel

Fig Simbolo del diodo Tunel

El diodo túnel tiene una región en su curva característica corriente-voltaje, donde la corriente disminuye con el aumento de voltaje directo, conocida como su región de resistencia negativa. Esta característica hace que el diodo túnel sea útil en los osciladores, y como amplificador de microondas. RESUMEN El diodo túnel es una forma de diodo semiconductor muy rápido que puede funcionar bien en la región de frecuencia de radio de microondas. Se diferencia de otras formas de diodo semiconductor que utiliza un efecto mecánico cuántico llamado efecto túnel. Esto proporciona el diodo túnel con una región de resistencia negativa en su curva característica IV que permite que sea utilizado como un oscilador y como un amplificador. A pesar de que no se utilizan tan ampliamente como algunos dispositivos hoy en día, estos dispositivos tienen su lugar dentro de la tecnología de RF. Fueron utilizados en el receptor de televisión osciladores frontales y circuitos de disparo del osciloscopio, etc Ellos han demostrado que tienen una vida muy larga y puede ofrecer un alto nivel de rendimiento cuando se utiliza como un pre-amplificador de RF. Sin embargo hoy en día, sus aplicaciones son a menudo limitadas por tres terminales más tradicionales pueden ofrecer un mejor nivel de rendimiento en muchas áreas.

Desarrollo diodo túnel

El diodo túnel fue descubierto por un Ph.D. estudiante de investigación llamado Esaki en 1958 mientras él estaba investigando las propiedades de germanio dopado fuertemente uniones para su uso en transistores bipolares de alta velocidad. En el curso de su investigación Esaki producido algunas uniones fuertemente dopados para transistores bipolares de alta velocidad y, como resultado se encontró que producían una oscilación a frecuencias de microondas como resultado del efecto túnel. Luego, en 1973, Esaki recibió el premio Nobel de Física por su trabajo en el diodo túnel. Después de que el trabajo por Esaki, otros investigadores demostraron que otros materiales también mostraron el efecto túnel. Holonyak y Lesk demostraron un dispositivo de arseniuro de galio en 1960, y otros demostraron indio y estaño, y luego en 1962 el efecto fue demostrado en materiales como arseniuro de indio, fosfuro de indio y silicio.

Túnel símbolo circuito de diodo A pesar de la operación del diodo túnel. su símbolo de circuito se basa en que para el diodo normal, pero ha 'colas' añadido al elemento de la barra del símbolo para diferenciarlo de otras formas de unión PN diodo.

El símbolo esquemático del diodo túnel muestra la disposición ligeramente diferente en la barra de diferenciar de otras formas de diodo Túnel símbolo circuito de diodo

Ventajas y desventajas El diodo de túnel no se utiliza tan ampliamente estos días, ya que era de avena una vez. Con la mejora en el rendimiento de las otras formas de la tecnología de semiconductores, que a menudo se han convertido en la opción preferida. No obstante, todavía vale la pena mirar un diodo túnel, teniendo en cuenta sus ventajas y desventajas para descubrir si se trata de una opción viable.

Ventajas

Muy alta velocidad: La alta velocidad de operación significa que el diodo túnel se puede utilizar para aplicaciones de RF de microondas.

Longevidad: Se han realizado estudios del diodo túnel y su rendimiento se ha demostrado que permanecer estable durante largos períodos de tiempo, donde otros dispositivos semiconductores pueden tener degradados. Desventajas

Reproducibilidad: No ha sido posible hacer que el diodo de efecto túnel como con el rendimiento reproducible de los niveles a menudo necesarios. Baja de pico a valle coeficiente de liquidez: La región de resistencia negativa y el pico de corriente de valle no es tan alto como a menudo se requiere para producir los niveles de rendimiento que se pueden lograr con otros dispositivos. Una de las principales razones para el éxito inicial del diodo túnel fue su alta velocidad de operación y las altas frecuencias que podía manejar. Esto dio como resultado del hecho de que mientras que muchos otros dispositivos son ralentizados por la presencia de los portadores minoritarios, el diodo túnel sólo utiliza portadores mayoritarios, es decir, agujeros en un material de tipo n y electrones en un material de tipo p. Los portadores minoritarios ralentizan el funcionamiento de un dispositivo y como resultado, su velocidad es más lenta.Asimismo, el efecto túnel es intrínsecamente muy rápido.

El diodo túnel se utiliza muy poco en estos días y esto se debe a sus desventajas. En primer lugar sólo tienen una corriente túnel bajo y esto significa que son dispositivos de baja potencia. Mientras que esto puede ser aceptable para los amplificadores de bajo ruido, que es una desventaja significativa cuando son demandados en los osciladores como se necesita una amplificación adicional y esto sólo pueden ser realizadas por los dispositivos que tienen una capacidad de potencia más alto, es decir, no diodos túnel. La tercera desventaja es que son problemas con la reproducibilidad de los dispositivos que resultan en bajos rendimientos y por lo tanto, mayores costos de producción.

Aplicaciones Aunque el diodo túnel apareció prometiendo hace algunos años, pronto fue sustituido por otros dispositivos semiconductores como diodos IMPATT para aplicaciones de oscilador y FETs cuando se utiliza como un amplificador. Sin embargo, el diodo de efecto túnel es un dispositivo útil para ciertas aplicaciones.

Las solicitudes para el diodo túnel incluye utiliza como un oscilador, a pesar de que también se utiliza como un amplificador y un mezclador.

Una de las principales ventajas del diodo túnel que actualmente está empezando a tener experiencia es su longevidad. Una vez fabricado su rendimiento permanece estable durante largos períodos de tiempo a pesar de su uso. Otros dispositivos pueden degradarse ligeramente con el tiempo.

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Diodo tunel. Es un diodo semiconductor que tiene una unión pn, en la cual se produce el efecto túnel que da origen a una conductancia diferencial negativa en un cierto intervalo de la característica corriente-tensión. La presencia del tramo de resistencia negativa permite su utilización como componente activo (amplificador/oscilador).

Contenido [ocultar]       

1 Descubrimiento 2 Efecto tunel 3 Descripción del diodo tunel 4 Curva característica del diodo tunel 5 Aplicaciones 6 Bibliografía 7 Fuentes

Descubrimiento Este diodo fue inventado en 1958 por el físico japonés Leo Esaki, por lo cual recibió un Premio Nobel en 1973. Descubrió que los diodos semiconductores obtenidos con un grado de contaminación del material básico mucho mas elevado que lo habitual exhiben una característica tensión-corriente muy particular. La corriente comienza por aumentar de modo casi proporcional a la tensión aplicada hasta alcanzar un valor máximo, denominado corriente de cresta. A partir de este punto, si se sigue aumentando la tensión aplicada, la corriente comienza a disminuir y lo siga haciendo hasta alcanzar un mínimo, llamado corriente de valle, desde el cual de nuevo aumenta. El nuevo crecimiento de la corriente es al principio lento, pero luego se hace cada vez más rápido hasta llegar a destruir el diodo si no se lo limita de alguna manera.

Efecto tunel

Los diodos de efecto tunel son dispositivos muy versátiles que pueden operar como detectores, amplificadores y osciladores. Poseen una región de juntura extremadamente delgada que permite a los portadores cruzar con muy bajos voltajes de polarización directa y tienen una resistencia negativa, esto es, la corriente disminuye a medida que aumenta el voltaje aplicado. Estos dispositivos presentan una característica de resistencia negativa; esto es, si aumenta la tensión aplicada en los terminales del dispositivo, se produce una disminución de la corriente (por lo menos en una buena parte de la curva característica del diodo). Este fenómeno de resistencia negativa es útil para aplicaciones en circuitos de alta frecuencia como los osciladores, los cuales pueden generar una señal senoidal a partir de la energía que entrega la fuente de alimentación. El efecto tunel es un fenómeno nanoscópico por el que una partícula viola losprincipios de la mecánica clásica penetrando una barrera potencial o impedancia mayor que la energía cinética de la propia partícula. Una barrera, en términos cuánticos aplicados al efecto tunel, se trata de una cualidad del estado energético de la materia análogo a una "colina" o pendiente clásica, compuesta por crestas y flancos alternos, que sugiere que el camino más corto de un móvil entre dos o más flancos debe atravesar su correspondiente cresta intermedia si dicho objeto no dispone de energía mecánica suficiente como para imponerse con la salvedad de atravesarlo. A escala cuántica, los objetos exhiben un comportamiento ondular; en la teoría cuántica, un cuanto moviéndose en dirección a una "colina" potencialmente energética puede ser descrito por su función de onda, que representa la amplitud probable que tiene la partícula de ser encontrada en la posición allende la estructura de la curva. Si esta función describe la posición de la partícula perteneciente al flanco adyacente al que supuso su punto de partida, existe cierta probabilidadde que se haya desplazado "a través" de la estructura, en vez de superarla por la ruta convencional que atraviesa la cima energética relativa.

Descripción del diodo tunel El Diodo tunel es un diodo semiconductor que tiene una unión pn, en la cual se produce el efecto tunel que da origen a una conductancia diferencial negativa en un cierto intervalo de la característica corriente-tensión. Los diodos Tunel son generalmente fabricados en Germanio, pero también en silicio y arseniuro de galio. La presencia del tramo de resistencia negativa permite su utilización como componente activo(amplificador/oscilador). Una característica importante del diodo tunel es su resistencia negativa en un determinado intervalo de voltajes de polarización directa. Cuando la resistencia es negativa, la corriente disminuye al aumentar el voltaje. En consecuencia, el diodo tunel puede funcionar como amplificador, como oscilador o como biestable. Esencialmente, este diodo es un dispositivo de baja potencia para aplicaciones que involucran microondas y que están relativamente libres de los efectos de la radiación.

Si durante su construcción a un diodo invertido se le aumenta el nivel de dopado, se puede lograr que su punto de ruptura ocurra muy cerca de los 0V. Los diodos construidos de esta manera, se conocen como diodos tunel. Estos dispositivos presentan una característica de resistencia negativa; esto es, si aumenta la tensión aplicada en los terminales del dispositivo, se produce una disminución de la corriente (por lo menos en una buena parte de la curva característica del diodo). Este fenómeno de resistencia negativa es útil para aplicaciones en circuitos de alta frecuencia como los osciladores, los cuales pueden generar una señal senoidal a partir de la energía que entrega la fuente de alimentación. Estos diodos tienen la cualidad de pasar entre los niveles de corriente Ip e Iv muy rápidamente, cambiando de estado de conducción al de no conducción incluso más rápido que los diodos Schottky.

Curva característica del diodo tunel Cuando se aplica una pequeña tensión, el diodo tunel empieza a conducir (la corriente empieza a fluir). Si se sigue aumentando esta tensión la corriente aumentará hasta llegar un punto después del cual la corriente disminuye. La corriente continuará disminuyendo hasta llegar al punto mínimo de un "valle" y después volverá a incrementarse. esta ocasión la corriente continuará aumentando conforme aumenta la tensión. Los diodos tunel tienen la cualidad de pasar entre los niveles de corriente Ip e Iv muy rápidamente, cambiando de estado de conducción al de no conducción incluso más rápido que los diodos Schottky.

Aplicaciones Este tipo de diodo no se puede utilizar como rectificador debido a que tiene una corriente de fuga muy grande cuando están polarizados en reversa. Así estos diodos sólo encuentran aplicaciones reducidas como en circuitos osciladores de alta frecuencia. http://www.academia.edu/6287071/Diodo_t%C3%BAnel