Туннельный диод — это высокопроизводительный электронный компонент, используемый в высокоскоростных электронных схемах. Он используется как особая форма полупроводника. Туннельный диод, также называемый диодом Эсаки в честь его изобретателя, использует квантовую механику для получения чрезвычайно быстрого рабочий диод.
В 1957 году физик Лео Эсаки, работавший в компании, ныне известной как Sony, разработал первый осязаемый туннельный диод. после того, как обнаружил, что принудительное туннелирование электронов значительно ускоряет обработку сигнала, передаваемого через диод. Он получил Нобелевскую премию по физике вместе с Брайаном Джозефсоном в 1973 году за их открытие и дизайн. После внедрения туннельных диодов для множества электронных устройств, производимых Sony Corporation, использование туннельных диодов быстро распространилось на других производителей, и многие создали свои собственные конструкции туннельных диодов на основе конструкции, созданной Esaki.
Туннельные диоды популярны, потому что они способны работать на скоростях, близких к области микроволновых частот. Их конструкция и материалы, используемые для их создания, позволяют им функционировать с такой высокой скоростью. Это свойство позволяет туннельному диоду стать жизнеспособной частью многих различных электронных устройств, и с момента его создания туннельный диод использовался рядом компаний-производителей электроники.
Причина, по которой эти диоды могут работать так быстро, как они, и создавать скорость обработки, на которую они способны, заключается в выравнивании проводимости и валентности электронные полосы внутри прерывистой запрещенной зоны. Это выравнивание приводит к тому, что схема, в которой реализован диод, способна обрабатывать входной сигнал значительно быстрее. В результате туннельный диод можно использовать в усилителях и процессорах сигналов, а также в преобразователях частоты и генераторах.
Материал, из которого изготовлен диод, также влияет на скорость, с которой он может работать. Сам диод может быть изготовлен строго из германия, легкого и сверхпроводящего материала. Это материал, который в основном использовался, когда эти типы диодов впервые стали популярными.
Более поздние модели диодов были изготовлены из других проводящих материалов. Примеры включают арсенид галлия, а также материалы на основе кремния. Использование различных материалов либо увеличивало, либо уменьшало скорость работы туннельного диода в зависимости от использования диода.