مفهوم تونل زنی

مفهوم تونل زنی:
در دیود معمولی پیوند p-n، ناحیه تخلیه از یون های مثبت و منفی ساخته شده است. به همین دلیل است که در ناحیه تخلیه یک پتانسیل یا میدان الکتریکی وجود دارد.این میدان الکتریکی داخلی یک نیروی الکتریکی در خلاف جهت نیروی حاصل از میدان الکتریکی خارجی (ولتاژ) اعمال می کند.

نکته مهم دیگر این است که سطح انرژی در باند هدایت و ظرفیت مربوط به نیمه رسانای نوع n از سطح انرژی در باند هدایت و ظرفیت مربوط به نیمه رسانای نوع p اندکی پایین تر هستند.

این اختلاف سطح انرژی به دلیل اختلاف در سطح انرژی اتم های ناخالصی مورد استفاده برای تشکیل نیمه رساناهای نوع n و p است.

جریان الکتریکی در دیود معمولی پیوند p-n:
زمانی که یک ولتاژ بایاس به یک دیود معمولی پیوند p-n اعمال می شود، از عرض ناحیه تخلیه کاسته شده و در همان حال ارتفاع سد افزایش می یابد.

اما با این حال هم الکترون ها در یک نیمه رسانای نوع n نمی توانند در ناحیه تخلیه نفوذ کنند، زیرا ولتاژ درونی ناحیه تخلیه با جریان الکترون ها مخالفت می کند.

اگر ولتاژ اعمالی بزرگ تر از ولتاژ درونی ناحیه تخلیه باشد، الکترون های سمت n می توانند به نیروی حاصل از ناحیه تخلیه غلبه کنند و به سمت p وارد شوند.

به عبارت ساده تر، اگر انرژی الکترون ها از پتانسیل مانع یا ارتفاع آن بیشتر باشد، الکترون ها می توانند بر مانع غلبه کنند.

بنابراین یک پیوند معمولی p-n تنها زمانی جریان الکتریکی تولید می کند که ولتاژ اعمالی بزرگ تر از ولتاژ داخلی ناحیه تخلیه باشد.