Wat is Tunneldiode (Esaki-diode)?

Antwoord: C. Gedegenereerde halfgeleider

Wanneer de onzuiverheidsconcentratie zeer hoog is (bij silicium ruwweg 10¹⁸ tot 10¹⁹ cm⁻³ of meer), komt het Fermi-niveau in de geleidings- of valentieband te liggen en vertoont het materiaal eigenschappen die dicht bij die van een metaal liggen. Dit is een gedegenereerde halfgeleider; de eenvoudige formule n × p = ni² geldt niet meer en de bandkloof lijkt kleiner te worden (bandkloofversmalling). Voorbeelden zijn de source en drain van een MOSFET, laagohmige contacten met elektroden en de hooggedoteerde gebieden van een tunneldiode.

Antwoord: C. Tunneldiode (Esaki-diode)

Een tunneldiode is een pn-junctie die aan beide zijden zo hoog is gedoteerd dat deze gedegenereerd is. Omdat de uitputtingslaag zeer dun is, vloeit al bij lage voorwaartse spanning een tunnelstroom. Bij verhoging van de spanning raken de energieën van de elektronen aan de n-zijde en de vrije niveaus aan de p-zijde uit elkaar, neemt de tunnelstroom af en ontstaat een gebied met negatieve weerstand. Ze werd in 1957 ontdekt door Leo Esaki, die in 1973 de Nobelprijs voor de natuurkunde ontving. Het was het eerste voorbeeld van het tunneleffect in een elektronisch element.