驚くべき半導体デバイス - トンネルダイオード

整流の機構研究する ACを 2つの異なる環境の接触部位に-半導体と金属を、電荷キャリアのいわゆるトンネリングに基づいていると仮定されています。 しかし、当時（1932年）、半導体技術の発展のレベルで経験的に推測を確認するために許可されていません。 唯一の1958年に、日本の科学者江崎は、歴史の中で最初のトンネルダイオードを作成し、見事にそれを確認することができました。 その驚くべき品質（例えば、スピード）のおかげで、この製品は、さまざまな技術分野の専門家の注目を集めています。 導電性の異なる種類を有する2つの異なる材料の単一体の会合である電子機器、 - ダイオードことを説明する価値があります。 したがって、電流は一方向にのみそれを通って流れることができます。 ダイオードの「クローズ」に極性結果を変更してその抵抗を増加させます。 電圧を増加させると、「崩壊」につながります。

どのようにトンネルダイオードを考えてみましょう。 古典的な整流器半導体デバイスは、 17度（度-3センチメートル）で10以下の不純物の数を有する結晶を使用します。 このパラメータは自由電荷キャリアの数に直接関連しているので、それは過去に指定された境界よりになることはありませんことが判明しました。

中間ゾーン（遷移PN）の厚さを決定することを可能にする式があります。

L =（（E *（UK-U））/（2 * Piの* Q））*（（のNa +のNd）/（ナトリウム*のNd））*105万、

ここでのNa及びNd - それぞれのイオン化ドナーおよびアクセプターの数、。 パイ - 3.1416。 Q -値は 電子電荷の、 U - 印加電圧。 英国 - 遷移における電位の差。 E -の値は 誘電率。

式の結果は、古典的なPN遷移ダイオード特性低い電界強度と、比較的大きな厚さという事実です。 電子はフリーゾーンを得ることができることを、彼らは（外部から与えられる）余分なエネルギーを必要としています。

トンネルダイオードは、その構造中に古典的なものとは異なる順序で20°（度-3センチメートル）、10の不純物含有量を変化させる半導体のようなタイプを使用しています。 これは、遷移の厚さの劇的な減少、PN領域における電界強度の急激な増加につながると、その結果、価電子帯に電子が入るトンネル遷移の発生は、追加のエネルギーを必要としません。 これは、発生 のエネルギーレベル の粒子が通過障壁と変わりません。 トンネルダイオードは、通常のから容易に区別される ボルト-アンペア特性。 負性微分抵抗 - この効果は、その上にサージのようなものを作成します。 これによりトンネルにダイオードが広く高周波デバイス（厚さ減少PNギャップは、このようなデバイスの高速になる）、正確な計測機器、発電機、及び、もちろん、コンピュータで使用されています。

場合現在なお トンネル効果は 、直接、遷移ゾーン増大ダイオード張力を接続するトンネル通過可能な電子の数を減少させることによって、両方向に流れることができます。 電圧上昇は、トンネル電流の完全な消失につながり、効果は通常の拡散上の（古典的なダイオードのように）です。

逆方向ダイオード - そのような装置の別の代表もあります。 これは、しかし、変更された性質を有する、同じトンネルダイオードを表します。 違いは、通常の整流素子は、「ロック」は、逆接続、の導電率の値は、それが直接的でより高いことです。 性能、低い自己ノイズ、可変成分をまっすぐにする能力：残りのプロパティは、トンネルダイオードに対応します。