ടണൽ ഡയോഡ്

ഒരിനം അർധചാലക ഡയോഡാണ് (p-n semiconductor) ടണൽ ഡയോഡ്. ചില സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഇത് ന്യൂന പ്രതിരോധകത പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു. ജാപ്പനീസ് ഭൗതിക ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ലിയോ എസക്കിയാണ് ഇത് കണ്ടുപിടിച്ചത്. അദ്ദേഹത്തിന്റെ സ്മരണാർഥം ഇത് എസക്കി ഡയോഡ് എന്ന പേരിലുമറിയപ്പെടുന്നു. ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ടണലിങ് പ്രതിഭാസത്തെ ആധാരമാക്കിയാണ് ഈ ഡയോഡ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. പ്രവർധനം(amplify), സ്വിച്ചിംഗ്, കംപ്യൂട്ടർ വിവര സംഭരണം എന്നിവയ്ക്കായി ഇത് ഉപയോഗപ്പെടുത്തി വരുന്നു.

അവക്ഷേപ സ്തരം (depletion layer), ഊർജ ബാൻഡ്(energy band) എന്നിവയുടെ കനക്കുറവ്, p-, n-, ഭാഗങ്ങളിലെ ഉയർന്ന ഡോപ്പിങ് സാന്ദ്രത (≥102°), ഫെർമി തലങ്ങൾ(Fermi level) ഊർജ ബാൻഡുകൾക്കുള്ളിലായി വരുന്ന അവസ്ഥ എന്നീ പ്രത്യേകതകൾ മൂലം ഡയോഡിലെ ടണലിങ്ങിന് സംഭാവ്യത വളരെയധികം വർധിക്കുന്നു. തന്മൂലം ചെറിയ മുന്നാക്ക അഭിനതി (forward bias) ലഭിക്കുന്നതോടെ n-ഭാഗത്തെ ചാലക ഇലക്ട്രോണുകൾ p- ഭാഗത്തെ തുല്യ ഊർജ അവസ്ഥയിലുള്ള ഇലക്ട്രോൺരഹിത രന്ധ്രങ്ങളിലേക്ക് (hole) ടണൽ ചെയ്തുതുടങ്ങുന്നു. ക്രമേണ അഭിനതി ക്രമമായി വർധിപ്പിക്കുമ്പോൾ ടണൽ ധാരയും ക്രമമായി വർധിച്ച് ഉച്ചാവസ്ഥയിലെത്തി വീണ്ടും കുറഞ്ഞ് ഏറ്റവും താഴ്ന്ന അളവിൽ വന്നുചേരുന്നു. അഭിനതി തുടർന്നും വർധിപ്പിച്ചാൽ ടണൽ ഡയോഡും ഇതര ഡയോഡുകളെപ്പോലെ മുന്നാക്ക അഭിനതി(forward biasing) ലക്ഷണങ്ങൾ പ്രദർശിപ്പിക്കാനാരംഭിക്കുന്നു. ഏറ്റവും കൂടിയതും കുറഞ്ഞതുമായ ടണലിങ് ധാര ലഭിക്കുന്ന അവസ്ഥകൾക്കിടയിലാണ് ടണൽ ഡയോഡ് ന്യയൂന പ്രതിരോധകത പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നത്. ഇലക്ട്രോണിക പരിപഥങ്ങളിലെ(electronic circuit) നിഷ്ക്രിയ അംഗ(passive elements)ങ്ങളിലുളവാകുന്ന ഊർജ നഷ്ടം നികത്താനായി ടണൽ ഡയോഡിന്റെ ഈ ന്യയൂന പ്രതിരോധകത വളരെയധികം ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു.

ഉയർന്ന സ്വിച്ചിങ് വേഗത, താപനിലാവ്യതിയാനങ്ങൾക്കതീതമായ പ്രവർത്തനം, കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജോപഭോഗ നിരക്ക്/ടണലിങ് സമയം, ഭാരക്കുറവ്, വലിപ്പക്കുറവ്, താഴ്ന്ന ഇലക്ട്രോണിക രവം എന്നിവ ടണൽ ഡയോഡിന്റെ ഇതര ഗുണമേന്മകളാണ്. വീഡിയോ/മൈക്രോവേവ് പ്രവർത്തനത്തിനായുള്ളതും ശക്തി കുറഞ്ഞതുമായ ദോലകങ്ങൾ, ഡിജിറ്റൽ കംപ്യൂട്ടർ ലോജിക് പരിപഥങ്ങൾ, ആയാമം (amplitude) കുറവുള്ള സംസൂചകം (detector), ആവൃത്തി ലോക്കിങ് പരിപഥം(frequency locking circuit), ഉയർന്ന ആവൃത്തിയൂള്ള ദോലക പരിപഥം മുതലായവയിലെല്ലാം ടണൽ ഡയോഡുകൾ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്.

പ്രവർത്തന വോൾട്ടതാപരാസത്തിലെ കുറവ് (ഏകദേശം ഒരു വോൾട്ട്), കുറഞ്ഞ ഔട്ട്പുട്ട് ശക്തി, ഷണ്ട് സ്വിച്ച്/ധാരാപ്രവർധകം എന്നീ നിലകളിലുപയോഗിക്കുമ്പോൾ പരിപഥത്തിലെ ഇൻപുട്ടിനേയും ഔട്ട്പുട്ടിനേയും തമ്മിൽ വേർതിരിക്കാനാവാത്ത അവസ്ഥ എന്നിവയാണ് പ്രധാന പോരായ്മകൾ.

ഉയർന്ന ആവൃത്തിയിലുള്ള പ്രവർത്തനക്ഷമത, കുറഞ്ഞ നിർമ്മാണച്ചെലവ് എന്നീ കാരണങ്ങളാൽ ഇന്ന് ടണൽ ഡയോഡിനു പകരം ഗൺ ഡയോഡുകളാണ് കൂടുതലായും ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നത്.

അവലംബം

പുറത്തേക്കുള്ള കണ്ണികൾ

വർഗ്ഗം:ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ