Tunneldiode

Definition - Was bedeutet Tunneldiode?

Eine Tunneldiode ist eine Halbleiterdiode, die einen negativen Widerstand aufweist, was bedeutet, dass der Strom mit zunehmender Spannung abnimmt. Durch die Verwendung quantenmechanischer Effekte ist die Tunneldiode in der Lage, schnell zu arbeiten und kann gut in das Mikrowellen-Hochfrequenzband hinein funktionieren. Die einzigartigen Eigenschaften von Tunneldioden machen sie für Anwendungen wie Oszillatoren und Verstärker nützlich.

Tunneldioden werden auch als Esaki-Dioden bezeichnet.

Technische.me erklärt Tunneldiode

Eine Tunneldiode ist eine Vorrichtung mit zwei Anschlüssen, wobei ein Halbleiter vom n-Typ als Kathode und ein Halbleiter vom p-Typ als Anode fungiert. Es ist stark dotiert, was wiederum eine enge Verarmungszone wie eine Zenerdiode erzeugt. Die Strom-Spannungs-Charakteristik einer Tunneldiode ist stark nichtlinear und weist einen negativen Differenzwiderstandsbereich auf.

Zwei entscheidende Vorteile von Tunneldioden sind die Langlebigkeit und die sehr hohe Geschwindigkeit. Eine Tunneldiode kann über einen längeren Zeitraum stabil bleiben als andere Halbleiterbauelemente. Es ist auch für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb geeignet und wird in Mikrowellen-Hochfrequenzanwendungen verwendet. Weitere Vorteile der Verwendung von Tunneldioden sind geringe Verlustleistung, geringes Rauschen, einfache Herstellung und Störfestigkeit. Dies bedeutet, dass die Tunneldiode von der Umgebungstemperatur beeinflusst wird.

Zu den Nachteilen von Tunneldioden gehören häufig ein niedriges Stromverhältnis von Spitze zu Tal und die Reproduzierbarkeit. Im Gegensatz zu anderen Geräten ist der negative Widerstandsbereich zusammen mit dem Strom von Spitze zu Tal nicht hoch, was meistens erforderlich ist, um die Leistung zu erreichen, die bei anderen ähnlichen Geräten möglich ist. Auch bei Tunneldioden ist die Reproduzierbarkeit oft nicht möglich.

Tunneldioden sind derzeit nicht weit verbreitet, da andere Alternativen verfügbar sind.

Aufgrund der schnellen Tunnelwirkung wird eine Tunneldiode in sehr hochfrequenten Anwendungen verwendet, da keine Signalverzerrung und auch weniger Laufzeiteffekt auftritt. Tunneldioden werden aufgrund der Tunnelwirkungseigenschaft auch beim Hochgeschwindigkeitsschalten verwendet.