.

Туннельные и обращенные диоды

Туннельные и обращенные диоды Туннельные диоды обладают высоколегированными p-n-областями полупроводника. Концентрация легирующих примесей в областях на 2 — 3 порядка выше, чем в обычных диодах. Высокая концентрация примесей приводит к вырождению полупроводника в полуметалл и перекрытию энергетических зон (зоны проводимости полупроводника типа nс валентной зоной полупроводника типа р) и возникновению высокой (порядка 105 — 10е В/см) напряженности поля в уаком (около 0,01 мкм) переходе. При такой напряженности поля в зоне перекрытия возникает туннельный механизм проводи­мости электронов через потенциальный барьер, т. е. движение элек-тронов через барьер высотой, превышающей энергию электрона. Туннельные диоды обладают высоким быстродействием, что спо­собствует их использованию в схемах переключателей, усилителей и генераторов колебаний высоких частот. Статическая ВАХ диода) в области малых прямых напряжений имеет падающий участок АБ с отрицательным диффе­ренциальным сопротивлением, который используется для режимов усиления и генерирования колебаний. 
Параметры туннельных диодов делят на три группы. В первую группу входят параметры, определяющие режим работы диода:
  • пиковый (максимальный) ток Iп и ток впадины Iв (минимальный ток) прямой туннельной ветви ВАХ;
  • напряжения Ua и Uв, соответствующие точкам максимума и ми­нимума характеристики;
  • отношение пикового тока Iп к току впадины IВ, характеризую­щее протяженность падающего участка вдоль оси токов;
  • напряжение раствора UР на инжекционной ветви, соответству­ющее пиковому току в точке максимума;
  • отрицательное сопротивление — дифференциальное сопротивле­ние Гдиф на падающем участке ВАХ.
Во вторую группу входят параметры, характеризующие частотные свойства диодов:
  • проходная емкость Сд — суммарная емкость перехода и корпуса при заданием напряжении смещения;
  • индуктивность Lд обусловленная выводами и деталями кор­пуса прибора;
  • сопротивление потерь Rп в объеме полупроводника на контактах
  • и выводах диода;
  • максимальная частота fмакс, до которой активная составляющая полного сопротивления эквивалентной схемы диода ос­тается отрицательной: 

Параметры
Типы диодов
АИ101А
АИ101Б
АИЮ1В
АИ101Д
АИ101Е
АИ101И
Пиковый ток, мА
1
1
2
2
5
5
Напряжение пика,
В
0,16
0,16
0,16
0,16
0,18
0,18
Отношение пикового тока к то
ку впадины
5
5
6
6
6
6
Емкость, пФ
4
2 — 8
5
3 — 10
8
4-13
Индуктивность нГн
1
1
1
1
1
1
СопротивлениеОм
24
22
16
14
8
7

  При амплитуде импульса обратного тока диодов АИ101А, Б — 30 мА, АИ101В, Д — 40 мА и АИ101Е, И — 80 мА. В третью группу входят параметры предельных режимов: мак­симально допустимые значения постоянного или среднего токов и напряжений Iпр макс, Uпр маке, Iобр макс, Uовр-макс, а также мощности рмакс и мощности в импульсе заданной длительности Ри.макс. Действие обращенных диодов основывается на исполь­зовании обратной пробойной ветви ВАХ при туннельном механизме пробоя. Переход диода изготовляется из высоколегированного, но не вырожденного материала. Обратная ветвь ВАХ диода имеет большую кривизну, чем прямая ветвь, и используется более эффективно вместо прямой для детекторов, смесителей, умножите­лей электрических колебаний. Поскольку поменялись роли (места) прямой и обратной ветвей ВАХ, диоды называют обращенными.
Параметрами обращенных диодов являются:
  • прямой ток IПр при заданном прямом напряжении Uпр;
  • обратное напряжение Uовр при заданном обратном токе IОБР;
  • Максимально допустимые прямой IПр макс U Обратный Iобр токи;
  • допустимый пиковый ток Iп прямой ветви;
  • емкость Сд при заданном обратном смещении.
Туннельные диоды АИ 101 (А, Б, В, Д, Е, И) применяются для работы в усилительных схемах и выпускаются в металлическом кор­пусе  массой 0,15 г, с диапазоном рабочих температур от — 60 до +85°С. Электрические параметры диодов приведены в табл. 97.
Туннельные диоды АИ201 (В, Г, Е, Ж, И, К, Л) применяются для работы в схемах генераторов и выпускаются в металлокерами-ческом корпусе массой 0,15 г, с диапазоном рабочих температур от — 60 до +85 С. Электрические параметры диодов приведены в табл. 98.
Туннельные диоды АИ301 (А, Б, В, Г) применяются для работы в переключающих схемах и выпускаются в металлическом корпусе массой 0,15 г, с диапазоном рабочих температур от — 60 до + 70°С. Электрические параметры диодов приведены в табл. 99.
Таблица 98

Параметры
Типы диодов
АИ201В
АИ201Г
АИ201Е
АИ201Ж
АИ201Е
АИ201К
АИ201Л
Пиковый ток, мА
10
20
20
50
50
100
100
Напряжение пика, В
0,18
0,2
0,2
0,26
0,26
0,33
0,33
Отношение пи кового тока
к току впа­дины
10
10
10
10
10
10
10
Емкость, пФ
5 — 15
10
6 — 20
15
10 — 30
20
10 — 15
Индуктивность, нГн
1
1
1
1
1
1
1
Сопротивле­ние*, Ом
8
5
4
2,5
2,5
2,2
2,2

·         При амплитуде импульса обратного тока диодов АИ201В, Г, Е, — 100 мА, АИ201Ж, И, К, Л — 200 мА. 
Таблица 99

Параметры
Типы диодов
АИ301А
 АИ301Б
 АИ301В
 АИ301Г
Пиковый ток, мА
1,6 — 2,4
4,5 — 5,5
4,5 — 5,5
9 — 11
Напряжение пика, В
0,18
0,18
0,18
0,18
Отношение пикового то­ка к току впадины
8
8
8
8
Емкость, пФ
12
25
25
50
Индуктивность, нГн
1,5
1,5
1,5
1,5
Напряжение раствора, В
0,65
1
1-1,3
0,8

Туннельные диоды ГИ304 (А, Б) ГИ305 (А, Б), ГИ307А приме­няются для работы в импульсных схемах и выпускаются в металло-стеклянном корпусе массой 0,1 г, с диапазоном рабочих температур от — 60 до +70 °С. Электрические параметры диодов при­ведены в табл. 100. Таблица 100 

Параметры
Типы диодов
 
 
ГИ304А
ГИ304Б
ГИ305А
ГИ305Б
ГИ307А
Пиковый ток, мА,
4,5 — 5,1
4,9 — 5,5
9,1 — 10
9,8 — 11
2
при температуре 20 °С
 
 
 
 
 
Напряжение пика, В
75
75
85
85
80
Отношение пико­вого тока к току впадины
5
5
5
5
7
Емкость, пФ, при f=10-20 МГц
20
20
30
30
20
Напряжение рас­твора, В, при токе, мА:
 
 
 
 
 
5 . .
0,44
0,44
0,4
10
 —
 —
0,45
0,45
Постоянный пря­мой и обратный ток, мА, при 20 °С
10
10
20
20
4

* При прямом токе 2 мА.
Обращенные диоды ГИ401 (А, Б) применяются для работы в смесителях, детекторах и вычислительных устройствах и выпускают­ся в металлостеклянном корпусемассой 0,07 г, с диапа­зоном рабочих температур от — 55 до -г-70°С. Электрические пара­метры приведены в табл. 101. 
Таблица 101 

Параметры
Типы диодов
ГИ401А
ГИ401Б
Постоянное прямое напряжение, мВ, при Iпр= 0,1 мА
330
330
Постоянное обратное напряжение, мВ, при Iобр = 1 мА
90
90
Постоянный прямой ток, мА
0,3
0,5
Постоянный обратный ток, мА
4
5,6
Емкость, пФ
2,5
5

Обращенные диоды АИ402 (Б, Г, Е, И) применяются в смеси­телях, детекторах и вычислительных устройствах и выпускаются в металлокерамическом корпусе массой 0,5 г, с диапазо­ном рабочих температур от — 60 до+85°С. Электрические парамет­ры диодов приведены в табл. 102. 
Таблица 102 

Параметры
Типы диодов
 
 
АИ402Б
АИ402Г
АИ402Е
АИ402И
Прямой пиковый ток, мА
0,1
0,1
0,2
0,4
Постоянное прямое напря­жение, В, при указанном выше прямом пиковом то­ке
0,6
0,6
0,6
0,6
Постоянное обратное напря­жение при предельном обратном токе
0,25
0,25
0,25
0,25
Максимальный обратный ток, мА
1
1
2
4
Емкость, пФ
4
8
8
10