Diodos Gunn. Efecto Gunn, resistencia negativa

Efecto Gunn

El efecto fue descubierto por Gunn en 1963. Este efecto es un instrumento eficaz para la generación de oscilaciones en el rango de las microondas en los materiales semiconductores. Gunn observó esta característica en el Arseniuro de Galio (GaAs) y el Fósforo de Indio (InP)

El efecto Gunn es una propiedad del cuerpo de los semiconductores y no depende de la unión misma, ni de los contactos, tampoco depende de los valores de tensión y corriente y no es afectado por campos magnéticos.

Cuando se aplica una pequeña tensión continua a través de una plaquita delgada de Arseniuro de Galio (GaAs), ésta presenta características de resistencia negativa. Todo esto bajo la condición de que la tensión en la plaquita sea mayor a los 3.3 voltios / cm.

Ahora, si esta plaquita es conectada a un circuito sintonizado (generalmente una cavidad resonante), se producirán oscilaciones y todo el conjunto se puede utilizar como oscilador.

Este efecto sólo se da en materiales tipo N (material con exceso de electrones) y las oscilaciones se dan sólo cuando existe un campo eléctrico. Estas oscilaciones corresponden aproximadamente al tiempo que los electrones necesitan para atravesar una plaquita de material tipo N cuando se aplica la tensión continua.

Resistencia negativa

El Arseniuro de Galio (GaAs) es uno de los pocos materiales semiconductores que en una muestra con dopado tipo N, tiene una banda de energía vacía más alta que la más elevada de las que se encuentran ocupadas parcial o totalmente.

Funcionamiento de resistencia positiva: Cuando se aplica una tensión a la plaquita (tipo N) de Arseniuro de Galio (GaAs), los electrones, que el material tiene en exceso, circulan y producen una corriente al terminal positivo. Si se aumenta la tensión, la velocidad de la corriente aumenta. Comportamiento típico y el gráfico tensión-corriente es similar al que dicta la ley de Ohm.

Funcionamiento de resistencia negativa: Si a plaquita anterior se le sigue aumentando la tensión, se les comunica a los electrones  una mayor energía, pero en lugar de moverse más rápido, los electrones saltan a una banda de energía más elevada, que normalmente esta vacía, disminuyen su velocidad y por ende la corriente. De esta manera una elevación de la tensión en este elemento causa una disminución de la corriente.

Eventualmente, la tensión en la plaquita se hace suficiente para extraer electrones de la banda de mayor energía y menor movilidad, por lo que la corriente aumentará de nuevo con la tensión.

La característica tensión contra corriente se parece mucho a la del diodo Tunnel.

La aplicación más común es la del oscilador Gunn
 

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