터널 다이오드

터널 다이오드(영어: Tunnel diode)는 반도체 다이오드의 일종이다. 에사키 다이오드(Esaki diode)로도 불린다. 1957년 8월 일본의 물리학자인 에사키 레오나에 의해서 발명됐다. 에사키는 터널 효과와 관련하여 1973년 노벨 물리학상을 수상한다.

부성저항 특성

1N3716 에사키 다이오드

이 다이오드도 PN 접합을 이용하고 있는데, N형 반도체와 P형 반도체 두 영역의 첨가 불순물의 농도를 1019/cm3 정도 이상으로 높여 주면 두 영역 사이에서 터널효과, 즉 전류반송파의 양자역학적인 관통현상효과가 생겨 p-n 접합을 통한 전류반송파의 이동이 발생되며, 부성저항(전압은 증가하는 데 전류는 감소되는 특성)을 나타낸다.

순방향 전압을 늘려 가면 전류가 일단 늘어나서 마루를 이루었다가 줄어들어 골이 되고, 다시 늘어나 보통의 다이오드 특성에 가까워진다. 이 전류의 마루가 형성되는 까닭은 불순물이 많이 들어 있어서 접합부의 장벽이 얇아지고 양자역학적인 터널 효과에 의해 전류가 흐르기 때문이다. 이렇게 터널 효과를 이용하기 때문에 이 다이오드를 터널 다이오드라고 한다.

마루와 골 사이의 전압-전류는 부성저항형이며, 고주파 특성이 양호하므로 마이크로파의 발진, 증폭, 고속 스위칭(논리회로)에 이용된다. 반도체 재료로서는 저마늄, 갈륨비소, 규소가 주로 쓰이며, 고주파 영역에서 사용할 것을 고려하여 직렬 인덕턴스가 작은 용기에 넣어져 봉해 있다.

같이 보기

• 건 다이오드
• 제너 다이오드