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Definition - Was bedeutet Tunneldiode?
Eine Tunneldiode ist eine Halbleiterdiode mit negativem Widerstand, dh der Strom nimmt mit steigender Spannung ab. Durch die Nutzung quantenmechanischer Effekte kann die Tunneldiode schnell arbeiten und gut im Mikrowellen-Hochfrequenzband arbeiten. Die einzigartigen Eigenschaften von Tunneldioden machen sie für Anwendungen wie Oszillatoren und Verstärker nützlich.
Tunneldioden werden auch als Esaki-Dioden bezeichnet.
Techopedia erklärt Tunneldiode
Eine Tunneldiode ist ein Bauelement mit zwei Anschlüssen, wobei ein Halbleiter vom n-Typ als Kathode und ein Halbleiter vom p-Typ als Anode fungieren. Es ist stark dotiert, was wiederum eine schmale Verarmungszone wie eine Zenerdiode erzeugt. Die Strom-Spannungs-Kennlinie 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 eine längere Zeitdauer stabil bleiben als andere Halbleiterbauelemente. Es kann auch mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden und wird in Hochfrequenzanwendungen für Mikrowellen eingesetzt. Weitere Vorteile der Verwendung von Tunneldioden sind geringe Verlustleistung, geringes Rauschen, einfache Herstellung und Störfestigkeit gegen Umwelteinflüsse. Dies bedeutet, dass die Tunneldiode von der Umgebungstemperatur beeinflusst wird.
Zu den Nachteilen von Tunneldioden gehören häufig ein niedriges Strom-zu-Tal-Verhältnis und Reproduzierbarkeit. Im Gegensatz zu anderen Geräten ist der negative Widerstandsbereich zusammen mit dem Spitze-zu-Tal-Strom nicht hoch, was meistens erforderlich ist, um die Leistung zu erreichen, die in anderen ähnlichen Geräten möglich ist. Auch bei Tunneldioden ist eine Reproduzierbarkeit oft nicht möglich.
Tunneldioden sind derzeit nicht weit verbreitet, da andere Alternativen zur Verfügung stehen.
Aufgrund der schnellen Tunnelwirkung wird eine Tunneldiode in sehr hochfrequenten Anwendungen verwendet, da keine Signalverzerrung und auch ein geringerer Laufzeiteffekt auftritt. Tunneldioden werden aufgrund der Tunnelwirkungseigenschaft auch beim Hochgeschwindigkeitsschalten verwendet.
