Основные параметры туннельного диода и его эквивалентная схема.

3. Большинство основных электрических параметров туннельного диода определяется из его вольтамперной характеристи­ки (см. рис. 8):

4. I₁ — максимальный туннельный ток, или пиковый ток;

5. I₂ — минимальный ток;

6. ΔI= I₁₋ I₁ — перепад токов;

7. u₁ — напряжение, соответствующее максимально­му току;

8. u₂ — напряжение, соответствующее минимально­му току;

9. u₃ — напряжение, соответствующее диффузион­ному току, равному току максимума;

10. Δu= u₃ −u₁ —скачок напряжения при переходе с туннель­ной ветви характеристики на диффузионную;

11. Δu₂ ≈u₂ — скачок напряжения при переходе с диффузи­онной ветви на туннельную.

12.
Производными параметрами являются величина отноше­ния тока максимума к току минимума I₁/I₂ и средняя величина отрицательного сопротивления на падающем участке вольт­амперной характеристики туннельного диода.

Дополнительные параметры могут быть получены из экви­валентной схемы туннельного диода в области отрицательного сопротивления (рис. 9). Верхняя часть схемы содержит эле­менты собственно диода, а нижняя — элементы внешней цепи туннельного диода. Здесь R_- представляет собой отрицательное сопротивление туннельного дио­да; С — емкость p-n-перехода, шунтирующая это сопротивление;

13. r — объемное сопротивление ма­териала прибора; L — индуктив­ности выводов; r_вн, L_вн —элемен­ты, учитывающие параметры внешних проводов и внутренние параметры источника. Следует отметить, что из-за сильного ле­гирования материала время жиз­ни носителей будет очень мало, а значит будет мала и диф­фузионная емкость. Основную долю емкости C будет состав­лять емкость p-n-перехода, которая зависит от напряжения на переходе следующим образом:

где Cо — значение емкости при нулевом напряжении на пере­ходе;

φ_k — контактная разность потенциалов.

Важным параметром туннельного диода, позволяющим сравнивать приборы, изготовленные из различных материалов, является отношение тока максимума диода к емкости I₁/C, на­зываемым фактором качества. Равноценным обратной вели­чине этого параметра является параметр R₋·C·(C/I₁ = k·R₋·C, где k — постоянная, зависящая от типа материала, k ≈ 0.2 в⁻¹ для германия и

k ≈ 0.5 в⁻¹ для арсенида галлия).

Числовые значения этих параметров зависят от материала, концентрации примесей, конструктивного оформления прибо­ра и лежат в пределах: для |R₋|=5 — 500 Ом; для C= 1— 200 пф; для L=10⁻⁸ − 10⁻⁹ гн (диоды с гибкими выводами), 10⁻⁹ − lO⁻¹⁰ гн (для диодов в высокочастотных патронах). Величина R может быть уменьшена и до тысячных долей;

ома (разработаны туннельные диоды с пиковым током r. 300 а).