耿氏二极管 耿氏二极管英語Gunn diode香港作耿氏二極體台湾作甘恩二極體剛氏二極體或称转移电子器件transferred electron device TED是一种在高频率电子学中应用的二极管形式与一般的二极管同时具有N型区和P型区不同它只由N型杂质半导体材料组成耿氏二极管具有三个区域两端是N型重掺杂区介于二者中间的是一层轻掺杂的薄层当电压施加在耿氏二极管的两端时中央薄层处的电梯度electrical gradients類似电化学梯度最大由于在导体材料中电流与电压成正比导电性将会产生最终中央薄层处会产生较高的电场值从而得到较高的电阻阻止导电性的进一步增加电流会开始下降这意味着耿氏二极管具有负阻Negative resistance效应或称负微分电阻Negative differential resistance 利用负微分电阻性质与中间层的时间特性可以让直流电流通过耿氏二极管从而形成一个弛豫振荡器Relaxation oscillator在效果上耿氏二极管中的负微分电阻会抵消的部分真实存在的正阻值这样就可以使电路等效成一个零电阻的电路从而获得无穷振荡振荡频率部分取决于耿氏二极管的中间层不过也可以通过改变其他外部因素来改变振荡频率耿氏二极管被用来构造 GHz或更高例如太赫兹级别的频率范围这时共振腔常被用来控制频率共振腔可以是波导等形式频率以机械进行调谐如通过改变共振腔的参数 用砷化镓GaAs材料制造的耿氏二极管可以达到 GHz的频率而氮化镓的耿氏二极管可以获得高达 THz的频率 耿氏二极管的理论基础是耿氏效应Gunn effect两个命名中耿氏都是来自于IBM物理学家J B 甘恩英语J B Gunn他在年发现了这一效应当时他反对将实验中的一些不连续现象视为雜訊他对这现象做了一些研究年月贝尔实验室的Alan Chynoweth指出只有电子在能谷间的转移可以解释这一实验现象对此现象的解释参见RidleyWatkinsHilsum英语RidleyWatkinsHilsum theory理论 耿氏效应及其与RidleyWatkinsHilsum效应英语RidleyWatkinsHilsum theory的联系在年的一些专著例如转移电子器件以及后来电荷传输非线性波动方法等领域的书籍中被展现其他一些涉及耿氏二极管的书籍在研究过程中出版这些资料可以在图书馆等文献机构查阅到