Esaki-Diode

Was ist eigentlich genau eine Esaki-Diode? Die Esaki-Diode ist ein Bauteil der Hochfrequenz-Halbleitertechnik und weist eine Reihe von speziellen und interessanten Eigenschaften auf. Ihr Name begründet sich auf die Errungenschaften des japanischen Wissenschaftlers Leo Esaki, der die Forschung rund um dieses Thema maßgeblich vorangetrieben hat.

Interessant ist vor allem, dass die Esaki-Diode bezüglich der normalen Diode aus Silizium eine sehr starke elektrotechnische Dotierung aufweist. Daraus ergibt sich eine für Dioden spezifische, sehr kurze Raumladungsschicht sowie resultierend ein Verhalten, das dem eines negativen Innenwiderstand ähnelt. Äußerst erwähnenswert ist weiterhin die charakteristische Kennlinie der Esaki-Diode, die sich in einigen wesentlichen Punkten von denen anderer Halbleiterdioden unterscheidet.

Schon früh, bei einer niedrigen Spannung in Durchlassrichtung (0,15V), fließt ein zunehmender elektrischer Strom, der daraufhin an einen Scheitelpunkt IS gelangt. Wird nun die angelegte Spannung erhöht, kehrt der Strom auf ein Minimum IM zurück. Danach steigt der elektrische Strom wieder proportional zur Durchlassspannung an. Jetzt lassen sich in der Zone zwischen IS und IM Eigenschaften eines negativen Widerstandes an der Esaki-Diode nachweisen.

 

Oft besteht die Esaki-Diode aus n-dotiertem Germanium, in welches eine kürzere Schicht Indium eingearbeitet wird. Dies geschieht durch eine Legierung. Aufgepasst werden muss insbesondere beim Löten der Diode, da sie eine starke Temperaturempfindlichkeit aufweist und somit bei diesem Prozess ihre Funktion einbüßen kann. Außerdem sollte die Esaki-Diode vor einer Überlastung geschützt werden.

In Deutschland werden elektronische Bauteile nach DIN EN 60617 (Grafische Symbole für Schaltpläne) und deren Kenn-Nummer nach IEC 60617 dargestellt. Das ermöglicht die Erstellung von komplexen Schaltplänen. Das hier abgebildete Symbol bezeichnet die Esaki-Diode.
Das Schaltzeichen nach DIN EN 60617 für die Esaki-Diode.

Das Einsatzspektrum der Esaki-Diode ist riesig. Sie wird zum Teil sogar im Bereich der Supraleitertechnik gebraucht.
 

 


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