Tunelová dioda

Tunelová (Esakiho) dioda je dioda využívající tunelový jev v propustném směru PN přechodu, který je vyvolaný stavem degenerace zvyšováním koncentrací, při kterém Fermiho energetické hladiny přecházejí až do valenčního, respektive vodivostního pásu.

Schematická značka tunelové diody

Tunelové diody se vyrábějí nejčastěji z galliumarsenidu (GaAs), u kterého dosahuje poměr proudu v maximu a minimu nejvyšších hodnot (20 až 65; u křemíku jen 3, u germania 5 až 15).

Protože tunelový jev je vlastně kvantově mechanický jev související s relacemi neurčitosti, při kterém se v propustném směru uplatňují jen majoritní nositelé, kteří tunelují přes zakázaný pás rychlostí blízkou rychlosti světla ve vakuu, je tunelová dioda extrémně rychlým elektronickým prvkem použitelným do frekvencí v řádu několika desítek GHz. Malá závislost na vnitřní ionizaci je příčinou malé citlivosti na ionizující záření i na teplotní změny. Proto se počítalo s využitím tunelových diod v kosmickém výzkumu, oscilátorech, zesilovačích pro vysoké frekvence, čítačích atd.

Ovšem s rozvojem bipolárních a unipolárních tranzistorů se tunelové diody přestaly sériově vyrábět pro jejich značné nedostatky – potřeba zdroje napětí s velikostí několika desetin voltu a malým vnitřním odporem, malá stabilita v oblasti záporného diferenciálního odporu, malá odolnost proti opačné polaritě napětí.