Diodo Efecto TúnelLuis Eduardo Peralta Molina – 13-1071 Introducción al Diseño Electronico Leo Esaki • En junio de 1958 Leo Esaki físico japonés de la firma Sony hace el reporte sobre el invento de un nuevo dispositivo semiconductor. En este elemento se observa un comportamiento atípico, al aumentar el valor de la tensión se encuentra que en cierta región la corriente disminuye, en vez de aumentar, es como si se tuviera una resistencia negativa. • Ya en 1973 trabajando para IBM, Esaki gana el premio Nobel de Física por sus trabajos en el estudio del fenómeno de tunelamiento en la mecánica cuántica. Antes de entender las características del diodo túnel debemos saber lo que significa el efecto túnel, que en mecánica cuántica es: • El diodo túnel es básicamente es una juntura tipo PN con alto dopaje de material semiconductor tipo P y tipo N. • En la practica el diodo túnel tiene un dopaje 1000 veces una fuerte que el de un diodo convencional. • Su funcionamiento en conducción produce el llamado "efecto túnel" que origina una conductancia diferencial negativa en un intervalo de su curva característica corriente - tensión. • Debido a la presencia del tramo de resistencia negativa tiene aplicación como elemento amplificador o como oscilador esencialmente. • Este diodo es un dispositivo de baja potencia para aplicaciones en microondas y que están libres de efectos de radiación. Gráfico Característico • Cuando se aplica una pequeña tensión, el diodo tunnel empieza a conducir (la corriente empieza a fluir). • Si se sigue aumentando esta tensión la corriente aumentará hasta llegar un punto después del cual la corriente disminuye. • La corriente continuará disminuyendo hasta llegar al punto mínimo de un "valle" y .... • Después volverá a incrementarse. En esta ocasión la corriente continuará aumentando conforme aumenta la tensión. “El nuevo crecimiento de la corriente es al principio lento, pero luego se hace cada vez más rápido hasta llegar a destruir el diodo si no se lo limita de alguna manera.” • Los diodos tunnel tienen la cualidad de pasar entre los niveles de corriente Ip e Iv muy rápidamente, cambiando de estado de conducción al de no conducción incluso más rápido que los diodos Schottky. Desgraciadamente, este tipo de diodo no se puede utilizar como rectificador debido a que tiene una corriente de fuga muy grande cuando están polarizados en inversa. Area Aplicación • Este tipo de diodo no se puede utilizar como rectificador debido a que tiene una corriente de fuga muy grande cuando están polarizados en reversa. Así estos diodos sólo encuentran aplicaciones reducidas como en circuitos osciladores de alta frecuencia. • Tienen una región de operación que produce una resistencia negativa debido al efecto túnel, permitiendo amplificar señales y circuitos muy simples que poseen dos estados. Debido a la alta concentración de carga, los diodos túnel son muy rápidos, pueden usarse en temperaturas muy bajas, campos magnéticos de gran magnitud y en entornos con radiación alta. Por estas propiedades, suelen usarse en viajes espaciales. • Empleando este diodo en el sentido inverso y para bajos niveles de la tensión de polarización, la caída de tensión en dicho diodo es muy pequeña. Es por ello que dicho diodo suele utilizarse para la detección de señales muy débiles. Otra aplicación es la rectificación de señales pequeñas. Como no hay almacenamiento de portadores minoritarios tiene una buena respuesta en frecuencia.