Calculadora do diodo túnel

Os diodos de túnel são usados em diversas aplicações de alta frequência, incluindo osciladores e circuitos de comutação, devido à sua capacidade de operar a velocidades altas e à sua exclusiva característica de resistência negativa. Isso os torna inestimáveis na engenharia de RF e micro-ondas.

Histórico

Os diodos de túnel, inventados por Leo Esaki em 1958, exploram o efeito mecânico quântico conhecido como tunelamento. Caracterizam-se por uma região de resistência negativa, permitindo que funcionem como amplificadores e osciladores de micro-ondas com baixo ruído.

Fórmula de Cálculo

As frequências de auto-ressonância e resistivas de um circuito de diodo de túnel podem ser calculadas usando a fórmula:

\[ \text{Frequência Resistiva (MHz)} = \frac{1}{2\pi R C_j} \sqrt{\frac{R}{R_s} - 1} \]

\[ \text{Frequência de Auto-Ressonância (MHz)} = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{1}{L_s C_j} - \left(\frac{1}{R C_j}\right)^2} \]

Onde:

• \(R\) é a resistência negativa absoluta.
• \(C_j\) é a capacitância da junção.
• \(R_s\) é a resistência da série.
• \(L_s\) é a admitância da série.

Exemplo de Cálculo

Dado:

• Resistência Negativa Absoluta (\(R\)) = 25 Ohms
• Capacitância da Junção (\(C_j\)) = 21 pF
• Resistência da Série (\(R_s\)) = 1,25 Ohms
• Admissão da Série (\(L_s\)) = 10 nH

A frequência resistiva calculada é 1321,4 MHz e a frequência de auto-ressonância é 169,5 MHz.

Importância e Cenários de Uso

Os diodos de túnel são cruciais para criar componentes rápidos e de alta frequência devido à sua capacidade única de alcançar resistência negativa e suportar efeitos de tunelamento. As suas aplicações incluem osciladores de micro-ondas, circuitos de comutação rápidos e conversores de frequência.

Perguntas Frequentes Comuns

1. O que torna os diodos de túnel especiais?

   • A sua capacidade de operar a frequências e velocidades altas, graças ao efeito de tunelamento quântico.

2. Os diodos de túnel podem ser usados para aplicações digitais?

   • Sim, são usados em aplicações de comutação de alta velocidade.

3. Como calcula as frequências para um circuito de diodo de túnel?

   • As frequências são calculadas com base nas propriedades resistivas e capacitivas do diodo de túnel, assim como na admitância e resistência do circuito.