Надіслати статтю
вул. Інститутська 11, м. Хмельницький, 29016
visnyk.khnu@khmnu.edu.ua
(0382) 67-51-08

ДОСЛІДЖЕННЯ РЕАКТИВНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ТУНЕЛЬНО-РЕЗОНАНСНОГО ДІОДА

RESEARCH OF REACTIVE PROPERTIES OF TUNNEL RESONANCE DIODES

 

Сторінки: 160-167. Номер: №4, 2020 (287)

Автори:
О.В. ОСАДЧУК, В.С. ОСАДЧУК, Я.О. ОСАДЧУК
Вінницький національний технічний університет

A.V. OSADCHUK, V.S. OSADCHUK, I.A. OSADCHUK
Vinnytsia National Technical University

 
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2020-287-4-160-167
 

Рецензія/Peer review : 05.09.2020 р.
Надрукована/Printed : 02.11.2020 р.

 

Анотація мовою оригіналу

     На основі розгляду фізичних процесів у тунельно-резонансному діоді визначено аналітичні формули ємності та індуктивності, які залежать як від технологічних параметрів, так і від режиму роботи. Показано, що ємність діода змінюється від 1,99·10-18 Ф до 1,97·10-18 Ф від напруги на спадній ділянці вольт-амперної характеристики, а зміна величини індуктивності в діапазоні від  0,5·10-13 Гн до 2,75·10-13 Гн. Індуктивність тунельно-резонансного діода зв’язана з кінцевою швидкістю руху електронів і вона завжди існує в діоді за будь-яких умов. Це пояснюється тим, що напруга на емітері, яка викликала рух електронів через прилад, випереджає струм, тобто струм завжди запізнюється по відношенню до напруги, що еквівалентно індуктивній реакції тунельно-резонансного діода. Власна резонансна частота на ділянці від’ємного диференційного опору змінюється від 5·1014 Гц до 3,3·1014 Гц. Резонансно-тунельні діоди можна використовувати як регульовані ємнісні та індуктивні елементи, причому їх добротність можна регулювати за рахунок від’ємного диференційного опору в інтервалах від 100 і більше.
Ключові слова: тунельно-резонансний діод, частота, ємність, індуктивність, від’ємний диференційний опір.

 

Розширена анотація англійською мовою

    Based on the physical processes considered in the resonance tunnel diode, analytical formulas for the capacitance and inductance are determined, which depend on both the technological parameters and the operating mode. It is shown that the diode capacitance varies from 1.99·10-18 F to 1.97·10-18 F from the voltage in the downstream section of the current-voltage characteristic, and the change in the inductance in the range from 0.5·10-13 H to 2,75·10-13 H. The inductance of the tunnel resonance diode is related to the finite velocity of the electrons and it always exists in the diode under any conditions. This is because the voltage at the emitter, which caused the movement of electrons through the device, is ahead of the current, that is, the current is always delayed relative to the voltage, which is equivalent to the inductive reaction of the tunnel resonance diode. The natural resonant frequency in the area of ​​negative differential resistance varies from 5·1014 Hz to 3.3·1014 Hz. Resonance tunnelling diodes can be used as adjustable capacitive and inductive elements, and their quality factor can be adjusted due to negative differential resistance in the range of 100 or more.
Keywords: resonance tunnel diode, frequency, capacitance, inductance, negative differential resistance.

 

References

  1. Esaki and R. Tsu. Superlattics and negative differential conductivity in semiconductors. IBM J. Res. Develop, vol. 14, P. 61–65. Jan., 1970.
  2. Tsu and L. Esaki. Tunneling in a finite superlattice. Appl. Phys. Lett., vol. 22, P. 562–564. June, 1973.
  3. L. Chand, L. Esaki and R. Tsu. Resonant tunneling in semiconductor double barriers. Appl. Phys. Lett., vol. 24, P. 593–595, June, 1974.
  4. M. Sze and Kwok K.Ng. Physics of Semiconductor Devices Wiley-Interscience. USA. ISBN-13: 978-0-471-14323-9. 815 p. 2007.
  5. Osadchuk V. S., Osadchuk A. V. Reactive properties of transistors and transistor circuits. – Vinnitsa: Universum-Vinnitsa, 1999. – 275 p.
  6. Osadchuk V.S. Microelectronic pressure transducer with frequency output based on tunneling resonance diode /S. Osadchuk, A.V.Osadchuk, I.A. Osadchuk // Herald of Khmelnytskyi National University. Technical Sciences. – 2015. – № 1 (221). – P. 97–101.
  7. Osadchuk V.S., Osadchuk A.V. Radiomeasuring Microelectronic Transducers of Physical Quantities. Proceedings of the 2015 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). 21-23 May 2015. Omsk. DOI: 10.1109/SIBCON.2015.7147167
  8. Osadchuk V.S. The Microelectronic Radiomeasuring Transducers of Magnetic Field with a Frequency Output / S. Osadchuk, A.V. Osadchuk // Elektronika ir Elektrotechnika. – Kaunas : Techolodija, 2011. – № 4 (110). – P. 67–70. – URL: http://dx.doi.org/10.5755/j01.eee.110.4.289
  9. Awan, Jram Taj. Optical and Transport of p-i-n GaAs-AlAs resonant tunneling diode. Jram Taj Awan – Sao Carlos: UFS Car, 2014, P.
  10. Martinez-Duart J.M. Nanotechnology for Micro- and Optoelectronics / J.M. Martinez-Duart, R.J. Martin-Palma, F. Agullo-Rueda. – : Technosphere, 2007. – 368 p.
  11. Jian Pind Sun, George J. Haddad, Pinaki Mazumder and Joel N. Schulman. Resonant Tunneling Diodes: Models and Properties. Proceedings of The JEEE, vol. 86, N 4, April 1998, P. 641–
  12. Borisenko V.E. Physical foundations of nanoelectronics / Borisenko V.E. Part 1. – Minsk : BSUIR, 2001. – 48 p.
  13. Halimatus Saadiah, Warsuzarina Mat Jubadi, Nabihah Ahmad and M. Hairol Jabbar. Resonant Tunneling Diode Design for Oscillator Circuit. International Postgraduate Conference. Physics 2017, P. 1–
  14. Rosado L. Physical Electronics and Microelectronics / Ed. V.A. Terekhova ; translated from spanish byI. Baskakova. – M. : Higher School, 1991. – 351 p.

Post Author: npetliaks

Translate