В результате потенциальный барьер в р-п переходе оказывается туннельно прозрачным как для электронов зоны проводимости п-области, так и для электронов валентной зоны р-области.
В явлении туннелирования главную роль играют основные носители. Время туннелирования носителей через потенциальный барьер не описывается на привычном языке времени пролета (
, где 
− ширина барьера, 
− скорость носителей); оно описывается с помощью вероятности квантовомеханического перехода в единицу времени и очень мало. Поэтому туннельные диоды можно использовать в диапазоне миллиметровых волн (> 30 – 300ГГц).
При подаче напряжения на переход электроны могут туннелировать из валентной зоны в зону проводимости и наоборот. Для протекания туннельного тока необходимо выполнение следующих условий: 1) энергетические состояния на той стороне перехода, откуда туннелируют электроны, должны быть заполнены; 2) на другой стороне перехода энергетические состояния с той же энергией должны быть
свободны; 3) высота и ширина потенциального барьера должны быть достаточно малыми, чтобы существовала заметная вероятность туннелирования; 4) должен выполняться закон сохранения квазиимпульса.
Туннельный диод является негатроном N-типа; его ВАХ представлена на рис. 2.1б.
Работа туннельного диода поясняется энергетическими диаграммами на рис. 2.2. В отличие от методики, принятой при анализе традиционных полупроводниковых приборов, здесь мы не будем использовать понятия квазичистиц — электронов проводимости и дырок в валентной зане, ограничившись рассмотрением поведения реальных электронов как в зоне проводимости, так и в валентной зоне.
Загрузка...
