Отличительными особенностями светодиодов по сравнению с обычными источниками света являются малые размеры, малые рабочие напряжения, высокое быстродействие (~10 c) и большой срок службы. Светодиоды находят широкое применение для схем автоматики, световых табло, оптронов.
Туннельные Диоды
Туннельный диод является с вольт-амперной характеристикой N-типа, работа которого основана на туннельном прохождении носителей заряда через потенциальный барьер p-n-перехода. Как известно, вероятность туннельного прохождения частиц через потенциальный барьер растет с уменьшением его ширины. Поэтому для создания туннельных диодов используют p-n-переходы с узкой областью объёмного заряда. Другим требованием к материалу туннельного для диода является необходимость вырождения p- и n- областей. Полупроводники становяться вырожденными при сильном легировании. Уровень Ферми в этом случае расположен в разрешенной зоне. С повышением концентрации примесей уменьшается и ширина области объемного заряда p-n-перехода (при Na=Nd=10 см , d 10 см). Таким образом, сильным легированием областей p-n-перехода достигается вырождение p- и n- полупроводников и малое значение ширины p-n-перехода.
Эквивалентная схема R туннельного диода может ┌────┐ быть представлена в виде Є────┤ C ├───
───Є (Рис. 3). └─────┘ r L
Рис. 3
Она состоит из дифференциального сопротивления p-n-перехода R, зарядной ёмкости C, сопротивления потерь r, индуктивности выводов L. Емкость корпуса туннельного диода можно учесть в схеме внешней цепи, поэтому мы её для простоты опустим. Перенос тока в туннельном диоде при V<Vост осуществляется основными носителями, а не неосновными, как в обычных диодах. Скорость распростронения процесса определяется временем релаксации . Это время порядка 10 . . . 10 с и оно не ограничивает частотные свойства прибора. Поэтому в эквивалентной схеме отсутствует диффузионная ёмкость p-n-перехода, а все остальные элементы практически не зависят от частоты.
На основании эквивалентной схемы нетрудно записать выражение для полного сопротивления туннельного диода, а из него определить предельную и собственную резонансную частоту.
Туннельные диоды, благодаря их высокочастотным свойствам, применяються в схемах высокочастотного переключения, а так-же для усиления и генерирования колебаний на сверхвысоких частотах. Схема переключения подобна аналогичной схеме на S-диоде. Для того чтобы нагрузочная прямая пересекала вольт-амперную характеристику в трех точках, сопротивление нагрузки должно быть больше дифференциального сопротивления диода на участке отрицательного сопротивления.
Вследствии большей ширины запрещённой зоны арсенида галлия напряжение срыва в диодах из него (~1 B) выше, чем в диодах из германия (~0, 4 B). Поэтому диоды из арсенида галлия предпочтительнее для использования в переключающих устройствах (в особенности для счетной техники) и в генераторах. Широкая запрещенная зона обуславливает и большую их термостабильность. Германиевые туннельные диоды имеют меньший уровень собственных шумов, что важно для использования в схемах усилителей.