228 (66)

Rodzaje diod półprzewodnikowych i ich zastosowania

- 228

Część urojona impedancji Z zawiera składową indukcyjną i pojemnościową, czyli dioda tworzy obwód rezonansowy. Częstotliwość rezonansu własnego f_x otrzymuje się z przyrównania do zera części urojonej impedancji Z

(4.56)

W katalogach podaje się częstotliwości /,₀, f_x0 określone zależnościami (4.55), (4.56) przy podstawieniu minimalnej wartości rezystancji dynamicznej r_d. Impedancja diody tunelowej ma charakter pojemnościowy dla / < f_x0 oraz indukcyjny

dla / > f_x0.

Dla stabilnej pracy diody jest konieczne, by f_x0 > f_r0. Zwykle żąda się, by f_x0 > /,₀ > 3/_p, przy czym f_p — częstotliwość pracy diody tunelowej.

Z wyprowadzonych zależnośoi wynika, że szybkość działania diody tunelowej jest określona przede wszystkim przez stałą czasową r = Cjr_d. W celu zmniejszenia pojemności Oj wykonuje się złącza p⁺-n⁺ o jak najmniejszej powierzchni, co jednak prowadzi zarazem do zmniejszenia wartości prądu szczytu I_P, a więc powoduje

zwiększenie rezystancji dynamicznej r_d. Dlatego pod tym względem najbardziej miarodajnym wskaźnikiem jakości diody jest wartość ilorazu I_P/Cj. Iloraz I_P/Cj określa szybkość przełączania diody. Zwiększeniu wartości I_PIOj sprzyjają

następujące czynniki:

—■ zmniejszanie powierzchni złącza,

—    zwiększanie koncentracji domieszek (w praktyce stosuje się koncentracje na granicy rozpuszczalności),

—    dobór materiału o największej ruchliwości nośników.

Diody tunelowe mogą być wytwarzane z różnych materiałów półprzewodnikowych. Na

rysunku 4.46 porównano charakterystyki prądowo-napięciowe (prąd unormo

Ge BaSb Si    GaAs

! !    / /

I/I_P

0    0,2    0,4    06    00    1,0 V

Rys. 4.46

Charakterystyki I(U) dla diod tunelowych z GaSb, Ge, Si, GaAs

Diody krzemowe zdecydowanie ustępują pozostałym ze względu na małą wartość I_Pjl_v oraz małą szybkość działania. W celu uzyskania dużej szybkości działania należy dobrać materiał o dużej ruchliwości nośników. Pod tym względem bardzo dobre

wany do wartości I_P) dla diod z GaSb, Ge, Si, GaAs. Najczęściej diody tunelowe są wytwarzane z Ge i GaAs, rzadziej z GaSb i bardzo rzadko z Si. Takie preferencje w doborze materiałów są zrozumiałe, jeżeli porówna się podstawowe parametry diod tunelowych, wykonanych z różnych materiałów, zestawione w tabl. 4.6,