EL DIODO ZENER INTRODUCCION El diodo Zener, que recibe este nombre por su inventor, el Dr.Clarence MelvinZener,es undiododesilicioque se ha construido para que funcione en las zonas derupturas. Llamados a veces diodos de avalancha o de ruptura, el diodo zener es la parteesencial de losreguladores de tensincasi constantes con independencia de que sepresenten grandes variaciones de la tensin de red, de laresistenciade carga ytemperatura.

El diodo zener es un tipo especial dediodo, que siempre seutiliza polarizado inversamente.Recordar que los diodos comunes, como el diodo rectificador(en donde se aprovechan sus caractersticas de polarizacin directa ypolarizacin inversa).En este caso lacorrientecircula en contra de la flecha querepresenta el diodo.Si el diodo zener se polariza en sentido directo se comportacomo un diodo rectificador comn.Cuando el diodo zener funciona polarizadoinversamente mantiene entre sus terminales unvoltaje constante.En el grfico se ve el smbolo de diodo zener (A - nodo, K -ctodo) y el sentido de la corriente para que funcione en la zonaoperativa.Se analizar el diodo Zener, no como un elemento ideal, si nocomo un elemento real y se debe tomar en cuenta que cuando stese polariza en modo inverso si existe una corriente que circula ensentido contrario a la flecha del diodo, pero de muy poco valor.EFECTO ZENEREl efecto zener se basa en la aplicacin de tensiones inversas que originan, debido a lacaracterstica constitucin de los mismos, fuertes campos elctricos que causan la rotura delos enlaces entre los tomos dejando as electrones libres capaces de establecer laconduccin. Su caracterstica es tal que una vez alcanzado el valor de su tensin inversanominal y superando la corriente a su travs un determinado valor mnimo, la tensin enbornes del diodo se mantiene constante e independiente de la corriente que circula por l.

Pero una vez que se llega a un determinado voltaje, llamadavoltaje o tensin de Zener (Vz), el aumento del voltaje (siempre negativamente) es muy pequeo, pudiendo considerarse constante. Para este voltaje, la corriente que atraviesa el diodo zener, puede variar en un gran rango de valores. A esta regin se le llama la zona operativa. Esta es la caracterstica del diodo zener que se aprovecha para que funcione como regulador de voltaje, pues el voltaje se mantiene prcticamente constante para una gran variacin de corriente.El efecto zener se basa en la aplicacin de tensiones inversas que originan, debido a la caracterstica constitucin de los mismos, fuertes campos elctricos que causan la rotura de los enlaces entre los tomos dejando as electrones libres capaces de establecer la conduccin. Su caracterstica es tal que una vez alcanzado el valor de su tensin inversa nominal y superando la corriente a su travs un determinado valor mnimo, la tensin en bornas del diodo se mantiene constante e independiente de la corriente que circula por l.

SIMBOLO DEL DIODO ZENER

DESCRIPCIN DEL DIODO ZENERUn diodo zener es bsicamente un diodo de unin, pero construido especialmentepara trabajar en la zona de ruptura de la tensin de polarizacin inversa; por eso algunasveces se le conoce con el nombre de diodo de avalancha.El diodo zner tiene la propiedadde mantener constante la tensin aplicada, auncuando la corriente sufra cambios. Para que el diodo zener pueda realizar esta funcin, debepolarizarse de manera inversa. Generalmente, la tensin de polarizacin del diodo es mayorque la tensin de ruptura, Esta tensin de ruptura depende de las caractersticas deconstruccin del diodo, se fabrican desde 2 a 200 voltios; adems, se coloca una resistencialimitadora en serie con l; de no ser as, conducira de manera descontrolada hasta llegar alpunto de su destruccin. En muchas aplicaciones de regulacin de tensin, el diodo zner no es el dispositivo que controla de manera directa la tensin de salida de un circuito; slosirve de referencia para un circuito ms complejo; es decir, el zner mantiene un valor detensin constante en sus terminales. Esta tensin se compara mediante un circuitoamplificador a transistores o con circuito integrados con una tensin de salida. El resultadode la comparacin permite definir la accin a efectuar: aumentar o disminuir la corriente desalida, a fin de mantener constante la tensin de salida. Es importante hacer notar que losdiodos zner se construyen especialmente para que controlen slo un valor de tensin desalida; por eso es que se compran en trminos de latensin de regulacin (zner de 12V x1ampere, por ejemplo).

CURVA CARACTERSTICA DEL DIODO ZENERAnalizando la curva del diodo zener se veque conforme se va aumentando negativamente elvoltaje aplicado al diodo, la corriente que pasa porel aumenta muy poco.Pero una vez que se llega a un determinadovoltaje, llamada voltaje o tensin de Zener (Vz), elaumento del voltaje (siempre negativamente) esmuy pequeo, pudiendo considerarse constante.Para este voltaje, la corriente que atraviesa el diodo zener, puede variar en un granrango de valores. A esta regin se le llama la zona operativa.Esta es la caracterstica del diodo zener que se aprovecha para que funcione comoregulador de voltaje, pues el voltaje se mantiene prcticamente constante para una granvariacin de corriente. Ver el grfico.Analizando la curva del diodo zener se ve que conforme se va aumentando negativamente el voltaje aplicado al diodo, la corriente que pasa por el aumenta muy poco.Pero una vez que se llega a un determinado voltaje, llamada voltaje o tensin de Zener (Vz), el aumento del voltaje (siempre negativamente) es muy pequeo, pudiendo considerarse constante. Para este voltaje, la corriente que atraviesa el diodo zener, puede variar en un gran rango de valores. A esta regin se le llama la zona operativa. Esta es la caracterstica del diodo zener que se aprovecha para que funcione como regulador de voltaje, pues el voltaje se mantiene prcticamente constante para una gran variacin de corriente

OTROS PUNTOS Tensiones de polarizacin inversa, conocida como tensin zener.- Es la tensin queel zener va a mantener constante. Coriente mnima de funcionamiento.- Si la corriente a travs del zener es menor,no hay seguridad en que el Zener mantenga constante la tensin en sus borna Potencia mxima de disipacin. Puesto que la tensin es constante, nos indica elmximo valor de la corriente que puede soportar el Zener. APLICACIN Su principal aplicacin es como regulador de tensin; es decir, como circuito quemantiene la tensin de salida casi constante, independientemente de las variaciones que sepresenten en la lnea de entrada o del consumo de corriente de las cargas conectadas en lasalida del circuito.Diferenciacin Entre Diodos Zener Tres son las caractersticas que diferencian a los diversosdiodos Zener entre si:a)Tensiones de polarizacin inversa, conocida como tensin zener.-Es la tensin que el zener va a mantener constante.b)Corriente mnima de funcionamiento.- Si la corriente a travs delzener es menor, no hay seguridad en que el Zener mantengaconstante la tensin en sus bornasc)Potencia mxima de disipacin. Puesto que la tensin es constante, nos indica el mximo valor de la corriente que puede soportar el Zener.Qu hace un Regulador con Zener?Un regulador con diodo zener ideal mantiene un voltaje predeterminado fijo a su salida, sin importar las variaciones de voltaje en la fuente de alimentacin y/o las variaciones de corriente en la carga.Nota:En las fuentes de voltaje ideales (algunas utilizan, entre otroselementos el diodo zener), el voltaje de salida no vara conformevara la carga.Pero las fuentes no son ideales y lo normal es que el voltaje desalida disminuya conforme la carga va aumentado, o sea conforme lademanda de corriente de la carga aumente.En otras palabras, eldiodo zenerse puede utilizar para regularunafuente de voltaje.Este semiconductor se fabrica en una amplia variedad devoltajesypotencias. Estos van desde menos de 2 voltios hasta varioscientos de voltios, y la potencia que pueden disipar va desde 0.25watts hasta 50 watts o ms.La potencia que disipa un diodo zener es simplemente lamultiplicacin del voltaje para el que fue fabricado por lacorriente que circula por l. Pz = Vz x Iz.Esto significa que la mxima corriente que puede atravesar undiodo zener es:Iz = Pz/Vz.Donde:- Iz = Corriente que pasa por el diodo Zener.- Pz = Potencia del diodo zener (dato del fabricante).- Vz = Voltaje del diodo zener (dato del fabricante).

DIODO TUNEL INTRODUCCIN En 1958, el fsico japons Esaki, descubri que los diodos semiconductores obtenidos con un grado de contaminacin del material bsico mucho mas elevado que lo habitual exhiben una caracterstica tensin-corriente muy particular. La corriente comienza por aumentar de modo casi proporcional a la tensin aplicada hasta alcanzar un valor mximo, denominado corriente de cresta. A partir de este punto, si se sigue aumentando la tensin aplicada, la corriente comienza a disminuir y lo siga haciendo hasta alcanzar un mnimo, llamado corriente de valle, desde el cual de nuevo aumenta. El nuevo crecimiento de la corriente es al principio lento, pero luego se hace cada vez mas rpido hasta llegar a destruir el diodo si no se lo limita de alguna manera. Este comportamiento particular de los diodos muy contaminados se debe a lo que los fsicos denominan efecto tnel, del que nonos ocuparemos aqu debido a su complejidad. Para las aplicaciones prcticas del diodo tnel, la parte mas interesante de su curva caracterstica es la comprendida entre la cresta y el valle. En esta parte de la curva a un aumento de la tensin aplicada corresponde una disminucin de la corriente; en otros trminos, la relacin entre un incremento de la tensin y el incremento resultante de la corriente es negativa y se dice entonces que esta parte de lacurva representa una resistencia incremental negativa. Una resistencia negativa puedecompensar total o parcialmente una resistencia positiva. As, por ejemplo, las prdidas que se producen en un circuito resonante a causa de la presencia siempre inevitable de cierta resistencia en el, se compensa asociando al circuito una resistencia negativa de valor numrico conveniente y realizada por ejemplo, mediante un diodo tnel. En tal caso el circuito oscilante se transforma en un oscilador.1 GENERALIDADESEn 1958, el fsico japons Esaki, descubri que los diodos semiconductores obtenidos con un grado de contaminacin del material bsico mucho ms elevado que lo habitual exhiben una caracterstica tensin-corriente muy particular. La corriente comienza por aumentar de modo casi proporcional a la tensin aplicada hasta alcanzar un valor mximo, denominado corriente de cresta. A partir de este punto, si se sigue aumentando la tensin aplicada, la corriente comienza a disminuir y lo siga haciendo hasta alcanzar un mnimo, llamado corriente de valle, desde el cual de nuevo aumenta. El nuevo crecimiento de la corriente es al principio lento, pero luego se hace cada vez mas rpido hasta llegar a destruir el diodo si no se lo limita de alguna manera. Este comportamiento particular de los diodos muy contaminados se debe a lo que los fsicos denominan efecto tnel, del que no nos ocuparemos aqu debido a su complejidad. Para las aplicaciones prcticas del diodo tnel, la parte mas interesante de su curva caracterstica es la comprendida entre la cresta y el valle. En esta parte de la curva a un aumento de la tensin aplicada corresponde una disminucin de la corriente; en otros trminos, la relacin entre un incremento de la tensin y el incremento resultante de la corriente es negativa y se dice entonces que esta parte de la curva representa una resistencia incremental negativa. Una resistencia negativa puede compensar total o parcialmente una resistencia positiva. As, por ejemplo, las prdidas que se producen en un circuito resonante a causa de la presencia siempre inevitable de cierta resistencia en el, se compensa asociando al circuito una resistencia negativa de valor numrico conveniente y realizada por ejemplo, mediante un diodo tnel. En tal caso el circuito oscilante se transforma en un oscilador. Los ejemplo de circuito que se describen a continuacin muestra como puede aprovecharse este fenmeno en la prctica.El Diodo tnel es un diodo semiconductor que tiene una unin pn, en la cual se produce el efecto tnel que da origen a una conductancia diferencial negativa en un cierto intervalo de la caracterstica corriente-tensin.sus caractersticas, que se muestran en la figura 4.1, son diferentes a las de cualquier otro diodo analizado hasta ahora en el sentido de que cuenta con una regin de resistencia negativa, en la cual, el incremento en el voltaje terminal ocasiona una reduccin en la corriente del diodo.El diodo tnel se fabrica mediante el dopaje de los materiales semiconductores que darn forma a la unin p-n a un nivel de cientos o varios miles de veces el nivel de dopaje de un diodo semiconductor tpico. Esto ocasiona una regin de agotamiento muy reducida, del orden de magnitud de 10^(-6) cm, tpicamente cercana a 1/100 del anchi de esta regin para un diodo semiconductor tpico. En esta delgada regin de agotamiento, los portadores pueden atravesarlas como un tnel en lugar de intentar superarla, a bajos potenciales de polarizacin directa que son responsables del pico en la curva de la figura 4.1. Para propsito de comparacin, se sobrepuso una caracterstica atpica de un diodo semiconductor sobre la caracterstica del diodo tnel de la figura 4.1.Esta reducida regin de agotamiento da por resultado portadores que atraviesan perforando a velocidades que exceden por mucho la de los diodos convencionales. El diodo tnel puede, por tanto, utilizarse en aplicaciones de alta velocidad como en computadoras, donde se buscan tiempos de conmutacin en el orden de los nanosegundos o picosegundos.Recuerde que un incremento en el nivel de dopaje har caer el potencial Zener. Observe el efecto de un nivel de dopaje muy alto sobre esta regin en la figura 4.1. Los materiales semiconductores que se utilizan con mayor frecuencia en la fabricacin de los diodos tnel son el germanio y el arseniuro de galio. La relacin I_pI_v es muy importante para aplicaciones de cmputo. Para el caso del germanio esta relacin es por lo general de 10:1; mientras que para el arseniuro de galio es cercana a 20:1.El Diodo tnel es un diodo semiconductor que tiene una unin pn, en la cual se produce el efecto tnel que da origen a una conductancia diferencial negativa en un cierto intervalo de la caracterstica corriente-tensin.La presencia del tramo de resistencia negativa permite su utilizacin como componente activo (amplificador/oscilador).Tambin se conocen como diodos Esaki, en honor del hombre que descubri que una fuerte contaminacin con impurezas poda causar un efecto de tunelizacin de los portadores de carga a lo largo de la zona de agotamiento en la unin. Una caracterstica importante del diodo tnel es su resistencia negativa en un determinado intervalo de voltajes de polarizacin directa. Cuando la resistencia es negativa, la corriente disminuye al aumentar el voltaje. En consecuencia, el diodo tnel puede funcionar como amplificador, como oscilador o como biestable. Esencialmente, este diodo es un dispositivo de baja potencia para aplicaciones que involucran microondas y que estn relativamente libres de los efectos de la radiacin. EFECTO TUNELEl efecto tnel es un fenmeno nanoscpico por el que una partcula viola los principios de la mecnica clsica penetrando una barrera potencial o impedancia mayor quela energa cintica de la propia partcula. Una barrera, en trminos cunticos aplicados al efecto tnel, se trata de una cualidad del estado energtico de la materia anlogo a una "colina" o pendiente clsica, compuesta por crestas y flancos alternos, que sugiere que el camino ms corto de un mvil entre dos o ms flancos debe atravesar su correspondiente cresta intermedia si dicho objeto no dispone de energa mecnica suficiente como para imponerse con la salvedad de atravesarlo. A escala cuntica, los objetos exhiben un comportamiento ondular; en la teora cuntica, un cuanto movindose en direccin a una "colina" potencialmente energtica puede ser descrito por su funcin de onda, que representa la amplitud probable que tiene la partcula de ser encontrada en la posicin allende la estructura de la curva. Si esta funcin describe la posicin de la partcula perteneciente al flanco adyacente al que supuso su punto de partida, existe cierta probabilidad de que se haya desplazado "a travs" de la estructura, en vez de superarla por la ruta convencional que atraviesa la cima energtica relativa. A esto se conoce como efecto tnel.

SMBOLO DEL DIODO TUNEL

DESCRIPCIN DEL DIODO TUNELEl Diodo tnel es un diodo semiconductor que tiene una unin pn, en la cual se produce el efecto tnel que da origen a una conductancia diferencial negativa en un cierto intervalo de la caracterstica corriente-tensin. La presencia del tramo de resistencia negativa permite su utilizacin como componente activo(amplificador /oscilador). Una caracterstica importante del diodo tneles su resistencia negativa en un determinado intervalo de voltajes de polarizacin directa. Cuando la resistencia es negativa, la corriente disminuye al aumentar el voltaje. En consecuencia, el diodo tnel puede funcionar como amplificador, como oscilador o como biestable. Esencialmente, este diodo es un dispositivo de baja potencia para aplicaciones que involucran microondas y que estn relativamente libres de los efectos de la radiacin.Si durante su construccin a un diodo invertido se le aumenta el nivel de dopado, sepuede lograr que su punto de ruptura ocurra muy cerca de los 0V. Los diodos construidos de esta manera, se conocen como diodos tunel. Estos dispositivos presentan una caracterstica de resistencia negativa; esto es, si aumenta la tensin aplicada en los terminales del dispositivo, se produce una disminucin de la corriente (por lo menos en una buena parte de la curva caracterstica del diodo). Este fenmeno de resistencia negativa es til para aplicaciones en circuitos de alta frecuencia como los osciladores, los cuales pueden generar una seal senoidal a partir de la energa que entrega la fuente de alimentacin. Estos diodos tienen la cualidad de pasar entre los niveles de corriente Ip e Iv muy rpidamente, cambiando de estado de conduccin al de no conduccin incluso ms rpido que los diodos Schottky. El diodo Tunnel se comporta de una manera muy interesante conforme se le va aumentando una tensin aplicada en sentido directo.CURVA CARACTERSTICA DEL DIODO TUNEL Cuando se aplica una pequea tensin, el diodo tunel empieza a conducir (la corriente empieza a fluir).Si se sigue aumentando esta tensin la corriente aumentar hasta llegar un punto despus del cual la corriente disminuye.La corriente continuar disminuyendo hasta llegar al punto mnimo de un "valle" y despus volver a incrementarse. En esta ocasin la corriente continuar aumentando conforme aumenta la tensin. Este comportamiento de la corriente en funcin de la tensin en el diodo tunnel se puede ver en el siguiente grfico.. Vp: Tensin pico- Vv: Tensin de valle- Ip: Corriente pico- Iv: Corriente de valle La regin en el grfico en que la corriente disminuye cuando la tensin aumenta (entre Vp y Vv) se llama "zona de resistencia negativa "Los diodos tunel tienen la cualidad de pasar entre los niveles de corriente Ip e Iv muy rpidamente, cambiando de estado de conduccin al de no conduccin incluso ms rpido que los diodos Schottky.OTROS PUNTOS Presenta una zona de resistencia negativa. No hay procesos de alimentacin, por lo tanto es til en aplicaciones de alta velocidad. Diodo Unitnel o Backward: cada de tensin en el diodo muy baja. APLICACIONESDesgraciadamente, este tipo de diodo no se puede utilizar como rectificador debido a que tiene una corriente de fuga muy grande cuando estn polarizados en reversa. As estos diodos slo encuentran aplicaciones reducidas como en circuitos osciladores de alta frecuencia.DIODOS DE EFECTO TUNELDIODO TNEL

En 1958, el fsico japons Esaki, descubri que los diodos semiconductores obtenidos con un grado de contaminacin del material bsico mucho ms elevado que lo habitual exhiben una caracterstica tensin-corriente muy particular.

Introduccin y Esquema De BandasEl diodo tnel es dispositivo diseado de manera que, para un determinado rango de tensiones de polarizacin, la caracterstica I(V) est determinada por el efecto tnel a travs de la barrera de la zona de carga de espacio, lo que da lugar a una zona de resistencia diferencial negativa.El diodo tnel es una unin p-n en la que ambas partes de la unin son degeneradas, es decir, en la que a ambos lados de la unin el nivel de Fermi est dentro de las bandas.En equilibrio trmico, existir una barrera cuya altura es del orden del gap del semiconductor, tal como muestra la figura. Los parmetros a tener en cuenta en el estudio del diodo tnel son, por una parte, la anchura de la zona de carga de espacio, que determinar la transmitancia cuntica de la barrera y, por otra parte, el nivel de degeneracin de ambas bandas.El efecto tnel se produce entre los estados ocupados de una banda a un lado de la barrera y los estados vacos del otro lado de la barrera, situados a la misma energa. As, por ejemplo, los electrones de la vabda de conduccin de la zona n podran pasar por efecto tnel a los estados vacos de la banda de valencia de la zona P.El modelo ms sencillo para calcular la transmitancia de la barrera consiste en suponer que el campo elctrico en la barrera es homogneo y que, por tanto, la barrera que han de superar los electrones es triangular.

Recordemos que la anchura de la barrera viene dada por: Para que la transmitancia cuntica de una barrera se significativa es necesario que su anchura de la barrera sea del orden de unos 10 nm, lo que se alcanza con concentraciones de impurezas entre 1019 y 1020 cm-3.En cuanto al nivel de degeneracin de las zonas p y n, que determinar la concentracin de electrones disponibles para el efecto tnel, podemos definir dos parmetros: Estos parmetros se relacionan con los niveles de dopado a travs de las relaciones: Transmitancia de una Unin Tnel El efecto tnel se produce entre los estados ocupados de una banda a un lado de la barrera y los estados vacos del otro lado de la barrera, situados a la misma energa. As, por ejemplo, los electrones de la vabda de conduccin de la zona n podran pasar por efecto tnel a los estados vacos de la banda de valencia de la zona P.El modelo ms sencillo para calcular la transmitancia de la barrera consiste en suponer que el campo elctrico en la barrera es homogneo y que, por tanto, la barrera que han de superar los electrones es triangular.De acuerdo con el modelo WKB (Wentzel-Kramers-Brillouin), la transmitancia cuntica de una barrera viene dada por

Esta expresin proviene de calcular la relacin entre las amplitudes de la funcin de ondas en ambos lmites de la barrera. Al ser la energa de los electrones menor que la altura de la barrera, el vector de ondas es imaginario puro y la funcin de ondas es una onda evanescente que decrece exponencialmente: Calculemos la integral que aparece en la transmitancia: de manera que la transmitancia ser: Para el silicio (m*~0.23 m0, Eg=1 eV) el valor de la raz que aparece en el exponente es del orden de 3.1 107 cm-1. Con una barrera de 3 nm de anchura (3 10-7 cm), la transmitancia de la barrera sera del orden de 6 10-6. Con valores tan bajos de la transmitancia, se entiende por qu se necesita una unin degenerada para que la corriente tnel sea significativa:- Por otra parte, para alcanzar esos valores de la anchura hacen falta niveles de dopado muy altos (entre 1019 y 1020 cm-3). Con valores del orden de 1017 cm-3 la transmitancia caera a 10-53.- Por otra parte, solo con concentraciones de portadores muy altas pueden conseguirse corrientes significativas. Caracterstica I(V)De manera general, la corriente tnel tendr dos contribuciones: La corriente de electrones de la parte n a la parte p: y la corriente de electrones de la parte p a la parte n: - Polarizacin inversaSi aplicamos una tensin de polarizacin inversa V (tensin negativa en N), la barrera de potencial aumenta (la diferencia entre los cuasiniveles de Fermi a ambos lados de la unin pasa a ser eV).Los estados ocupados de la banda de valencia de la zona P situados entre EFP y EFP-eV se encuentran enfrentados a estados vacos de la banda de conduccin de la zona N (situados entre EFN y EFN+eV). En esa situacin la corriente tnel ser despreciable frente a , que aumentar rpidamente con la tensin de polarizacin debido al aumento de la banda de energa en la que es posible el efecto tnel y debido al aumento de la densidad de estados al profundizar en ambas bandas. Caracterstica I(V)De manera general, la corriente tnel tendr dos contribuciones: La corriente de electrones de la parte n a la parte p: y la corriente de electrones de la parte p a la parte n: - Polarizacin inversa

Si aplicamos una tensin de polarizacin inversa V (tensin negativa en P), la barrera de potencial aumenta (la diferencia entre los cuasiniveles de Fermi a ambos lados de la unin pasa a ser eV).Los estados ocupados de la banda de valencia de la zona P situados entre EFP y EFP-eV se encuentran enfrentados a estados vacos de la banda de conduccin de la zona N (situados entre EFN y EFN+eV). En esa situacin la corriente tnel ser despreciable frente a , que aumentar rpidamente con la tensin de polarizacin debido al aumento de la banda de energa en la que es posible el efecto tnel y debido al aumento de la densidad de estados al profundizar en ambas bandas. Polarizacin directaSi aplicamos una tensin de polarizacin directa V (tensin positiva en P), la barrera de potencial disminuye (la diferencia entre los cuasiniveles de Fermi a ambos lados de la unin sigue siendo eV). En esa situacin la corriente tnel ser predominanteSi la tensin de polarizacin es pequea, cada vez ms estados ocupados de la banda de conduccin de la zona N se encuentran enfrentados a estados vacos de la banda de valencia de la zona P. Por tanto, la corriente tnel aumentar con la tensin de polarizacin directa para valores pequeos de dicha tensin de polarizacin. La corriente alcanzar un mximo cuando el intervalo de mayor densidad de estados ocupados en la banda de conduccin de la zona N se enfrente al intervalo de mayor densidad de estados vacos en la banda de valencia de la zona P, a partir de ah ir disminuyendo y tender a cero.En efecto, si la tensin de polarizacin es mayor que VN+VP, el mnimo de la banda de conduccin de la zona N sobrepasar el mximo de la banda de valencia de la zona P y todos los estados ocupados de la banda de conduccin de la zona N estarn enfrentados a la banda prohibida de la zona P. Para esa situacin la corriente tnel es nula. La siguiente figura muestra la caracterstica I(V) de un diodo tnel, para las tensiones en las que predomina la corriente tnel:

Punto 1: situacin de polarizacin inversa en la que la corriente aumenta indefinidamente con la tensin de polarizacin.Punto 2: situacin de polarizacin directa para valores pequeos de V. La corriente tnel aumenta al aumentar V.Punto 3: valor mximo de la corriente tnel en polarizacin directa.Punto 4: la tensin de polarizacin alcanza el valor V=VN+VP, valor a partir del cual se anula la corriente tnel.Por tanto, la corriente tnel aumentar con la tensin de polarizacin directa para valores pequeos de dicha tensin de polarizacin. Entre los puntos 3 y 4 el diodo tnel tiene resistencia diferencial negativa. Situado en una cavidad resonante, y polarizado en esa zona, la resistencia diferencial negativa da lugar a una inestabilidad lo que convierte el dispositivo en un generador de microondas.Modelo Para la Caracterstica I(V) en Polarizacin DirectaCon alguna aproximaciones es posible obtener una expresin analtica de la caracterstica I(V) de un diodo tnel en polarizacin directa. Tal como hemos indicado anteriormente, la caracterstica I(V) viene dada por: En la ltima expresin hemos considerado que la transmitancia tnel de la barrera es independiente de la energa de los electrones.Para las probabilidades de ocupacin, y dado que se trata de valores de la energa prximos al nivel de Fermi, podemos utilizar un desarrollo lineal, de manera que: por tanto Por otra parte, consideraremos densidades de estados de bandas parablicas, de manera que: Como las posiciones relativas de EC y EV cambian en funcin de la tensin de polarizacin, el valor de la integral cambia en funcin de V. Para calcular la integrar hacemos : donde Vdd=Vn+Vp. Si hacemos el cambio de variable u=E-EC, y definimos a=e(Vdd -V), la integral queda: Con un nuevo cambio de variable: , Con este resultado, la caracterstica I(V) del diodo tnel en polarizacin directa (para V