Ə.Ş. Abdinov, R. F. Mehdiyev, T. X. HÜseynov
Yüklə 0,99 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- §4.2. Tunel diodları
- Şəkil 4.4.
94 onların gücü 10 MVt‐ə bərabərdir. FİƏ artırmaq məqsədi ilə klistronda olduğu kimi, qruplaşma prinsipi tətbiq edilir. Bu növ QDL tvistron adlanır və onlarda FİƏ 50% təşkil edir. Əks dalğa lampalarının (ƏDL) iş prinsipi də QDL‐in iş prinsipi kimidir. Əks dalğa lampalarını karsinotron da adlan‐ dırırlar. Bu lampalar QDL‐dən fərqli olaraq, əsasən rəqslərin generasiyası üçün tətbiq edilir. Onlar gücləndirmə rejimində də işləyə bilər. Müasir dövrdə ƏDL‐in yeni M‐tipləri də yaradılmışdır ki, bunların da iş prinsipi maqnetronların iş prinsipinə oxşayır. Başqa sözlə desək, amplitron və karmatron adlanan ƏDLM‐ lərdə də maqnetronlarda olduğu kimi közərdilən silindrik katod tətbiq edilir.
Tunel diodu Yapon alimi L.Yesaki tərəfindən kəşf edilmiş‐ dir. İlk tunel diodları germaniumdan və ya arsenid‐qallium‐ dan hazırlanırdı. Adi diodlara nisbətən tunel diodunda aşqarın konsentrasiyası 10 19 ‐10 20 sm
‐3 , xüsusi müqaviməti isə 100 ÷ 1000 dəfə fərqlidir. Bundan başqa bu diodların hazırlanmasında istifadə edilən yarımkeçiricilər cırlaşmış olduğundan elektron‐deşik keçidinin qalınlığı (10 ‐6 sm) adi diodlarınkından 10 dəfə kiçik, potensial çəpərin hündürlüyü isə 2 dəfə böyükdür. Adi yarımkeçirici diodlarda potensial çəpərin hündürlüyü qadağan olunmuş zonanın eninin təqribən yarısına bərabər olur. Tunel diodlarında isə əksinə, potensial çəpərin hündürlüyü qadağan olunmuş zonanın enindən böyükdür. Ona görə də tunel diodlarında keçidin qalınlığının kiçik olması hesabına (xarici sahə olmadıqda belə)
buradakı sahənin intensivliyi 10 6 V/sm‐ə çatır. Həmin sahənin təsiri altında elektron‐deşik keçidində yükdaşıyıcıların diffu‐ ziyası və onların əks istiqamətdəki dreyfi baş verir. Bu proses‐ lərdən əlavə, diodda tunel effekti əsas rol oynayır. Kvant nəzəriyyəsinə görə effektin mahiyyəti ondan ibarətdir ki, elektronlar potensial çəpərdən enerjilərini dəyişmədən keçə bilər. Əgər tunel keçidinə uğrayan elektronlar üçün qarşı tə‐ rəfdə boş yer varsa, onda enerjisi potensial çəpərin enerji‐ sindən kiçik olan elektronların hər iki istiqamətdə keçidi baş verə bilər. Klassik fizika baxımından oxşar halın baş verməsi mümkün deyil (haradakı, elektrona materiyanın mənfi yüklü hissəciyi kimi baxılır), lakin kvant mexanikasının qanunlarına tabe olan mikroaləm çərçivəsi daxilində məlumdur ki, elektron ikili xassəyə malikdir: bir tərəfdən o, hissəcikdir, digər tərəfdən isə elektromaqnit dalğasıdır. Elektromaqnit dalğası sahə ilə qarşılıqlı təsirə girmədən potensial çəpərdən keçə bilər. Tunel diodlarında baş verən proseslərə n‐ və p‐oblastları‐ nın keçirici və valent zonalarının enerji diaqramında baxmaq əlverişlidir. n‐p‐keçidində kontakt potensiallar fərqinin yaran‐ masına görə bütün zo‐ naların sərhədi (poten‐ sial çəpərin hündürlü‐ yü ilə qadağan olun‐ muş zonanın eninin fər‐ qinə bərabər qiymətdə) digər zonaya keçir. Şəkil 4.4‐də enerji diaqramının köməyi ilə tunel diodunda elek‐
lında (U=0) tunel diodunda n‐p‐keçi‐ dinin zona‐enerji diaqramı
и якс
0,63 В 0,63 В 0,83 В
П н Кечириъи зона Гадаьан олунмуш зона Валент
зона и дцз U=0
96 tron‐deşik keçidinin xarici elektrik sahəsi olmadıqda 0 U =
, enerji diaqramı təsvir edilmişdir. Tunel effektinin təsvirini vermək üçün çətinlik törətməsin deyə, şəkildə diffuziya və dreyf cərəyanları oxlarla göstərilmişdir. Potensial çəpərin hündürlüyü 0,83 eV, qadağan olunmuş zonanın eni isə 0,63 eV‐dur. Üfüqi xətlərlə, elektronlarla tam və ya qismən tutulmuş keçirici və valent zonaların enerji səviyyələri göstə‐ rilmişdir. Şəkildən göründüyü kimi, n‐tip yarımkeçiricinin keçirici və p‐tip yarımkeçiricinin valent zonası eyni enerjili elektronlarla tutulmuşdur. Ona görə də elektronların n‐ hissədən p‐hissəyə (i düz
– düz tunel cərəyanı) və əksinə (i əks
– əks tunel cərəyanı) tunel keçidi baş verə bilər. Bu iki cərəyan qiymətcə bərabər olan istiqamətcə bir‐birinin əksinə yönəldiyindən onların cəmi sıfıra bərabərdir. Tunel diodunda baş verən fiziki prosesləri onun volt‐ amper xarakteristikası əsasında izah edək (şəkil 4.5). Şəkildən göründüyü kimi, U = 0 olduqda keçiddən axan yekun cərəyan sıfıra bərabərdir. Dioda tətbiq edilən düz gərginliyi 0,1 V‐a qədər artırdıqda, düz tunel cərəyanı maksimum qiymət alır (şəkil 4.5‐də A nöqtəsi). Düz gərginliyin sonrakı 0,2 V‐a qədər artırılması tunel cərəyanını azaldır. Ona görə də xarakteristika AB düşmə hissəsinə malik olur. Bu hissəyə dəyişən mənfi diferensial müqavimət uyğun gəlir: 0 i u R i < Δ Δ = (4.3) Mənfi diferensial müqavimət hissəsini keçdikdən sonra diffuziya cərəyanı hesabına düz cərəyan yenidən artır (şəkil 4.5‐də qırıq xətlərlə göstərilir). Tunel cərəyanı B nöqtəsindən
sonra çox kiçik olduğuna görə onu diffuziya cərəyanı ilə cəmlədikdə BV bütöv xətti alınır. Adi diodlardan fərqli olaraq tunel diodlarında əks cərəyan xeyli böyükdür.
Şəkil 4.5. Tunel diodunun volt‐amper xarakteristikası
Tunel diodlarının əsas parametrləri aşağıdakılardır: −
mak I – maksimum və min I
onların nisbəti kimi göstərilən min
mak I I kəmiyyəti); −
1 U – maksimum, 2 U – minimum və diffuziya qolunda düzünə cərəyanın mak
I ‐a bərabər olduğu 3 U
1 3 U U U − = Δ fərqi keçid və ya sıçrayış gərginliyi adlanır. Müasir tunel diodlarında mak
I bir neçə milliamper, uyğun 1 U
gərginliyi isə 0,1 volt tərtibində olur; −
diodun mənfi diferensial müqaviməti (bir neçə on Om) −
diodun ümumi tutumu (1 ÷ 10 pF); Ы мин -2
-0,3 3 2 1 Ы мах 0 0,3 0,2 0,1
У 3
У 2
У 1
В Б А В У дцз и дцз мА
Yüklə 0,99 Mb. Dostları ilə paylaş:
|