ఒక టన్నెల్ డయోడ్ను ఎస్కారి డయోడ్ అని కూడా పిలుస్తారు మరియు ఇది చాలా డోప్డ్ సెమీకండక్టర్, ఇది చాలా వేగంగా పనిచేయగలదు. లియో ఎసాకి ఆగష్టు 1957 లో టన్నెల్ డయోడ్ను కనుగొన్నాడు. జర్మనీ పదార్థం ప్రాథమికంగా టన్నెల్ డయోడ్లను తయారు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. గాలియం ఆర్సెనైడ్ మరియు సిలికాన్ పదార్థాల నుండి కూడా వీటిని తయారు చేయవచ్చు. వాస్తవానికి, అవి ఫ్రీక్వెన్సీ డిటెక్టర్లు మరియు కన్వర్టర్లలో ఉపయోగించబడతాయి. టన్నెల్ డయోడ్ వారి ఆపరేటింగ్ పరిధిలో ప్రతికూల నిరోధకతను ప్రదర్శిస్తుంది. అందువల్ల, దీనిని ఉపయోగించవచ్చు ఒక యాంప్లిఫైయర్ , ఓసిలేటర్లు మరియు ఏదైనా స్విచ్చింగ్ సర్క్యూట్లలో.
టన్నెల్ డయోడ్ అంటే ఏమిటి?
టన్నెల్ డయోడ్ పి-ఎన్ జంక్షన్ ప్రతికూల నిరోధకతను ప్రదర్శించే పరికరం. వోల్టేజ్ పెరిగినప్పుడు దాని ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్ తగ్గుతుంది. ఇది టన్నెలింగ్ ప్రభావం యొక్క సూత్రంపై పనిచేస్తుంది. మెటల్-ఇన్సులేటర్-మెటల్ (MIM) డయోడ్ మరొక రకమైన టన్నెల్ డయోడ్, కానీ దాని ప్రస్తుత అనువర్తనం వారసత్వ సున్నితత్వం కారణంగా పరిశోధనా వాతావరణాలకు పరిమితం అయినట్లు కనిపిస్తుంది, దీని అనువర్తనాలు పరిశోధనా వాతావరణాలకు చాలా పరిమితం. మరో డయోడ్ ఉంది మెటల్-ఇన్సులేటర్-ఇన్సులేటర్-మెటల్ (MIIM) డయోడ్ దీనిలో అదనపు అవాహకం పొర ఉంటుంది. టన్నెల్ డయోడ్ రెండు-టెర్మినల్ పరికరం, ఇది n- రకం సెమీకండక్టర్ కాథోడ్ మరియు పి-టైప్ సెమీకండక్టర్ యానోడ్. టన్నెల్ డయోడ్ సర్క్యూట్ గుర్తు క్రింద చూపిన విధంగా ఉంది.
టన్నెల్ డయోడ్
టన్నెల్ డయోడ్ వర్కింగ్ దృగ్విషయం
క్లాసికల్ మెకానిక్స్ సిద్ధాంతం ఆధారంగా, ఒక కణం అవరోధం యొక్క ఒక వైపు నుండి మరొక వైపుకు వెళ్ళవలసి వస్తే, సంభావ్య శక్తి అవరోధ ఎత్తుకు సమానమైన శక్తిని పొందాలి. లేకపోతే, కొన్ని బాహ్య మూలం నుండి శక్తిని సరఫరా చేయవలసి ఉంటుంది, కాబట్టి జంక్షన్ యొక్క N- సైడెడ్ ఎలక్ట్రాన్లు జంక్షన్ అవరోధం మీదుగా జంక్షన్ యొక్క P- వైపుకు చేరుకోగలవు. టన్నెల్ డయోడ్ వంటి అవరోధం సన్నగా ఉంటే, ష్రోడింగర్ సమీకరణం ప్రకారం పెద్ద మొత్తంలో సంభావ్యత ఉందని సూచిస్తుంది మరియు అప్పుడు ఎలక్ట్రాన్ అవరోధం ద్వారా చొచ్చుకుపోతుంది. ఈ ప్రక్రియ ఎలక్ట్రాన్ యొక్క శక్తి నష్టం లేకుండా జరుగుతుంది. క్వాంటం మెకానికల్ యొక్క ప్రవర్తన టన్నెలింగ్ను సూచిస్తుంది. అధిక అశుద్ధత పి-ఎన్ జంక్షన్ పరికరాలు వాటిని టన్నెల్-డయోడ్లుగా పిలుస్తారు. టన్నెలింగ్ దృగ్విషయం మెజారిటీ క్యారియర్ ప్రభావాన్ని అందిస్తుంది.
P∝exp (-A * E_b * W)
ఎక్కడ,
‘ఇ’ అనేది అవరోధం యొక్క శక్తి,
‘పి’ అంటే కణం అడ్డంకిని దాటే సంభావ్యత,
‘W’ అనేది అవరోధం యొక్క వెడల్పు
టన్నెల్ డయోడ్ నిర్మాణం
డయోడ్‌లో సిరామిక్ బాడీ మరియు పైన హెర్మెటిక్ సీలింగ్ మూత ఉంటుంది. ఒక చిన్న టిన్ బిందువు n- రకం Ge యొక్క భారీ మోతాదు గుళికకు మిశ్రమం లేదా కరిగించబడుతుంది. గుళికను యానోడ్ కాంటాక్ట్‌కు కరిగించబడుతుంది, ఇది వేడి వెదజల్లడానికి ఉపయోగిస్తారు. టిన్-డాట్ కాథోడ్ కాంటాక్ట్‌కు మెష్ స్క్రీన్ ద్వారా అనుసంధానించబడి ఉంటుంది ఇండక్టెన్స్ .
టన్నెల్ డయోడ్ నిర్మాణం
ఆపరేషన్ మరియు దాని లక్షణాలు
టన్నెల్ డయోడ్ యొక్క ఆపరేషన్ ప్రధానంగా ఫార్వర్డ్ మరియు రివర్స్ వంటి రెండు పక్షపాత పద్ధతులను కలిగి ఉంటుంది
ఫార్వర్డ్ బయాస్ కండిషన్
ఫార్వర్డ్ బయాస్ కండిషన్ కింద, వోల్టేజ్ పెరిగేకొద్దీ, అప్పుడు-కరెంట్ తగ్గుతుంది మరియు తద్వారా తప్పుగా రూపకల్పన చేయబడుతుంది, దీనిని నెగటివ్ రెసిస్టెన్స్ అంటారు. వోల్టేజ్ పెరుగుదల ఎలక్ట్రాన్ల ప్రసరణ అంతటా ప్రయాణించే సాధారణ డయోడ్ వలె పనిచేయడానికి దారితీస్తుంది పి-ఎన్ జంక్షన్ డయోడ్ . టన్నెల్ డయోడ్ కోసం ప్రతికూల నిరోధక ప్రాంతం చాలా ముఖ్యమైన ఆపరేటింగ్ ప్రాంతం. టన్నెల్ డయోడ్ మరియు సాధారణ పి-ఎన్ జంక్షన్ డయోడ్ లక్షణాలు ఒకదానికొకటి భిన్నంగా ఉంటాయి.
రివర్స్ బయాస్ కండిషన్
రివర్స్ కండిషన్ కింద, టన్నెల్ డయోడ్ బ్యాక్ డయోడ్ లేదా బ్యాక్వర్డ్ డయోడ్ వలె పనిచేస్తుంది. సున్నా ఆఫ్‌సెట్ వోల్టేజ్‌తో, ఇది ఫాస్ట్ రెక్టిఫైయర్‌గా పనిచేస్తుంది. రివర్స్ బయాస్ స్థితిలో, n- వైపు ఖాళీ రాష్ట్రాలు p- వైపు నిండిన రాష్ట్రాలతో సమలేఖనం చేయబడతాయి. రివర్స్ దిశలో, ఎలక్ట్రాన్లు సంభావ్య అవరోధం ద్వారా సొరంగం చేస్తాయి. అధిక డోపింగ్ సాంద్రతలు ఉన్నందున, టన్నెల్ డయోడ్ అద్భుతమైన కండక్టర్‌గా పనిచేస్తుంది.
టన్నెల్ డయోడ్ లక్షణాలు
టన్నెలింగ్ ప్రభావం కారణంగా ఫార్వర్డ్ నిరోధకత చాలా చిన్నది. వోల్టేజ్ పెరుగుదల గరిష్ట ప్రవాహానికి చేరే వరకు కరెంట్ పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది. కానీ వోల్టేజ్ పీక్ వోల్టేజ్‌కు మించి పెరిగితే కరెంట్ స్వయంచాలకంగా తగ్గుతుంది. ఈ ప్రతికూల నిరోధక ప్రాంతం లోయ బిందువు వరకు ఉంటుంది. డయోడ్ ద్వారా కరెంట్ లోయ పాయింట్ వద్ద కనిష్టంగా ఉంటుంది. సొరంగం డయోడ్ లోయ బిందువుకు మించి ఉంటే అది సాధారణ డయోడ్‌గా పనిచేస్తుంది.
టన్నెల్ డయోడ్‌లో ప్రస్తుత భాగాలు
టన్నెల్ డయోడ్ యొక్క మొత్తం కరెంట్ క్రింద ఇవ్వబడింది
నేనుటి= నేనుచెయ్యవలసిన+ నేనుడయోడ్+ నేనుఅదనపు
టన్నెల్ డయోడ్‌లో ప్రవహించే ప్రస్తుత పిఎన్ జంక్షన్ డయోడ్‌లో ప్రవహించే కరెంట్‌కు సమానం.
నేనుడయోడ్= నేనుచేయండి* (exp ( ? * విటి)) -1
నేనుచేయండి - రివర్స్ సంతృప్త కరెంట్
విటి - ఉష్ణోగ్రతకు సమానమైన వోల్టేజ్
వి - డయోడ్ అంతటా వోల్టేజ్
ది - Ge కోసం దిద్దుబాటు కారకం 1 మరియు Si కి 2
మలినాల ద్వారా పరాన్నజీవి టన్నెలింగ్ కారణంగా, అదనపు కరెంట్ అభివృద్ధి చేయబడుతుంది మరియు ఇది లోయ బిందువును నిర్ణయించే అదనపు ప్రవాహం. టన్నెలింగ్ కరెంట్ క్రింద ఇవ్వబడింది
నేనుచెయ్యవలసిన= (వి / ఆర్0) * exp (- (V / V.0)m)
ఎక్కడ, వి0 = 0.1 నుండి 0.5 వోల్ట్లు మరియు m = 1 నుండి 3 వరకు
ఆర్0 = టన్నెల్ డయోడ్ నిరోధకత
పీక్ కరెంట్, టన్నెల్ డయోడ్ యొక్క పీక్ వోల్టేజ్
టన్నెల్ డయోడ్ యొక్క గరిష్ట వోల్టేజ్ మరియు పీక్ కరెంట్ గరిష్టంగా ఉంటాయి. సాధారణంగా టన్నెల్ డయోడ్ కోసం, వోల్టేజ్ యొక్క కట్ పీక్ వోల్టేజ్ కంటే ఎక్కువ. మరియు అదనపు కరెంట్ మరియు డయోడ్ కరెంట్ అతితక్కువగా పరిగణించబడుతుంది.
కనిష్ట లేదా గరిష్ట డయోడ్ కరెంట్ కోసం
వి = విశిఖరం, యొక్కచెయ్యవలసిన/ dV = 0
(1 / ఆర్0) * (exp (- (V / V.)0)m) - (మ * (వి / వి0)m* exp (- (V / V.0)m) = 0
అప్పుడు, 1 - m * (V / V.0)m= 0
Vpeak = ((1 / m)(1 / మీ)) * వి0* exp (-1 / m)
టన్నెల్ డయోడ్ యొక్క గరిష్ట ప్రతికూల నిరోధకత
చిన్న సిగ్నల్ యొక్క ప్రతికూల నిరోధకత క్రింద ఇవ్వబడింది
ఆర్n= 1 / (dI / dV) = R.0/ (1 - (మ * (వి / వి0)m) * exp (- (V / V.0)m) / ఆర్0= 0
DI / dV = 0 అయితే, ఆర్n అప్పుడు గరిష్టంగా ఉంటుంది
(m * (V / V.0)m) * exp (- (V / V.0)m) / ఆర్0= 0
ఉంటే వి = వి0* (1 + 1 / మీ)(1 / మీ) అప్పుడు గరిష్టంగా ఉంటుంది, కాబట్టి సమీకరణం ఉంటుంది
(ఆర్n)గరిష్టంగా= - (ఆర్0* ((exp (1 + m)) / m)) / m
టన్నెల్ డయోడ్ అనువర్తనాలు
- టన్నెలింగ్ విధానం కారణంగా, ఇది అల్ట్రా హై స్పీడ్ స్విచ్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది.
- మారే సమయం నానోసెకన్లు లేదా పికోసెకండ్ల క్రమం.
- ప్రస్తుత నుండి దాని వక్రత యొక్క ట్రిపుల్ విలువైన లక్షణం కారణంగా, ఇది లాజిక్ మెమరీ నిల్వ పరికరంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
- చాలా చిన్న కెపాసిటెన్స్, ఇండక్టెన్స్ మరియు ప్రతికూల నిరోధకత కారణంగా, ఇది 10 GHz పౌన frequency పున్యంలో మైక్రోవేవ్ ఓసిలేటర్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది.
- దాని ప్రతికూల నిరోధకత కారణంగా, ఇది రిలాక్సేషన్ ఓసిలేటర్ సర్క్యూట్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది.
టన్నెల్ డయోడ్ యొక్క ప్రయోజనాలు
- తక్కువ ధర
- తక్కువ శబ్దం
- ఆపరేషన్ సౌలభ్యం
- అతి వేగం
- తక్కువ శక్తి
- అణు వికిరణాలకు సున్నితమైనది
టన్నెల్ డయోడ్ యొక్క ప్రతికూలతలు
- రెండు-టెర్మినల్ పరికరం కావడంతో, ఇది అవుట్పుట్ మరియు ఇన్పుట్ సర్క్యూట్ల మధ్య ఏకాంతాన్ని అందించదు.
- వోల్టేజ్ పరిధి, ఇది 1 వోల్ట్ లేదా అంతకంటే తక్కువలో సరిగ్గా పనిచేయగలదు.
ఇదంతా టన్నెల్ డయోడ్ ఆపరేషన్లు, సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం మరియు దాని అనువర్తనాలతో సర్క్యూట్. ఈ ప్రాజెక్ట్ గురించి బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి ఈ వ్యాసంలో ఇచ్చిన సమాచారం మీకు సహాయపడుతుందని మేము నమ్ముతున్నాము. ఇంకా, ఈ ఆర్టికల్‌కు సంబంధించిన ఏవైనా ప్రశ్నలు లేదా అమలు చేయడంలో ఏదైనా సహాయం ఎలక్ట్రికల్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్స్ ప్రాజెక్టులు , దిగువ వ్యాఖ్య విభాగంలో కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా మమ్మల్ని సంప్రదించడానికి సంకోచించకండి. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, టన్నెలింగ్ ప్రభావం యొక్క ప్రధాన సూత్రం ఏమిటి?
ఫోటో క్రెడిట్స్:
- టన్నెల్ డయోడ్ వికీమీడియా
- టన్నెల్ డయోడ్ నిర్మాణం swissen
- టన్నెల్ డయోడ్ లక్షణాలు బ్లాగ్‌స్పాట్
- టన్నెల్ డయోడ్ రకాలు ఇంజనీరింగ్ ఎలెక్ట్రానిక్స్
