Kas ir tuneļa diode?

1957. gadā fiziķis Leo Esaki, strādājot uzņēmumā, kas tagad pazīstams kā Sony, izstrādāja pirmo taustāmo tuneļa diodi pēc tam, kad konstatēja, ka tunelēšanas efekta uzspiešana elektroniem radīja daudz ātrāku caur diodi nosūtītā signāla apstrādi. Viņš 1973. gadā ieguva Nobela prēmiju fizikā kopā ar Braienu Džozefsonu, pamatojoties uz viņu atklājumiem un dizainu. Pēc tuneļdiožu ieviešanas daudzām Sony Corporation ražotajām elektroniskajām ierīcēm, tuneļdiožu izmantošana ātri paplašinājās līdz citiem ražotājiem, un daudzi izveidoja paši savu tuneļdiožu dizainu, pamatojoties uz Esaki radīto.

Tuneļdiodes ir populāras, jo tās spēj darboties ar ātrumu attiecībā pret mikroviļņu frekvenču apgabalu. To dizains un to radīšanai izmantotie materiāli ļauj tiem darboties tik lielā ātrumā. Šis atribūts ļauj tuneļa diodei kļūt par dzīvotspējīgu daudzu dažādu elektronisko ierīču sastāvdaļu, un tuneļa diode ir izmantota vairākos elektronikas ražošanas uzņēmumos kopš tās pirmsākumiem.

Iemesls, kāpēc šīs diodes spēj darboties tikpat ātri, kā tās spēj, un radīt tādu apstrādes ātrumu, kādu tās spēj, ir vadītspējas un valances elektronu joslu izlīdzināšana pārrautas joslas spraugā. Šīs izlīdzināšanas rezultātā diodes ķēde tiek realizēta tā, lai tā varētu apstrādāt ieejas signālu ievērojami ātrāk. Rezultātā tuneļa diode var tikt izmantota pastiprinātājos un signālu procesoros, kā arī frekvences pārveidotājos un oscilatoros.

Materiāls, no kura izgatavota diode, arī veicina tās darbības ātrumu. Pati diode var būt izgatavota tikai no germānija, viegla un īpaši vadoša materiāla. Šis ir materiāls, kas galvenokārt tika izmantots, kad šāda veida diodes pirmo reizi kļuva populāras.

Vēlāki diožu modeļi tika izgatavoti no citiem vadošiem materiāliem. Piemēri ir gallija arsenīds, kā arī materiāli uz silīcija bāzes. Dažādu materiālu izmantošana ir vai nu palielinājusi, vai samazinājusi tuneļa diodes darbības ātrumu atkarībā no diodes lietojuma.