O diodo é um dos positivos semicondutor bastante utilizado por causa do seu bloqueio de corrente em um sentido, o que pode ser bem interessante para circuitos retificadores de ondas a.c. O diodo é um elemento formado por uma junção pn que bloqueia essa corrente.

Alguns diodos são considerados bem interessantes pois apresentam algumas peculiaridades. O diodo túnel e o diodo Gunn são alguns exemplos pois apresentam um região de ‘‘resistência negativa’’.

Para aprestar cálculos mais facilitados de tensão nessas regiões do diodo, é colocado uma resistência teoricamente negativa para medir a tensão de saída nesse resistor e observar uma função estranhamente crescente (até certo limite).

Os diodos Gunn e túnel agindo em sua região de resistência negativa podem ser utilizados em amplificadores e osciladores.

JB (Ian) Gunn descobriu o efeito Gunn em Fevereiro de 1962 . Ele observou que, ao submeter uma amostra de material semicondutor tipo n de GaAs à uma tensão, havia certos valores dessa em que o material apresentava uma "resistência negativa", ou seja, com o aumento da tensão no material, a corrente nele percorrida decrescia.

Devido à essa peculiaridade, esse dispositivo é utilizado em osciladores e amplificadores, como será visto mais adiante.

Para cristais reais, as energias proibidas (diferença de energia entre a banda de condução e a banda de valência) são variáveis num mesmo material, pois a disposição dessas bandas não são uniformes.

As bandas são consideradas como sendo de forma parabólica (vales), onde os elétrons se localizam. No diagrama abaixo vemos claramente esses vales. Onde a concavidade do vale é mais fechada, os elétrons apresentam uma massa efetiva menor (vale inferior) e onde a concavidade do vale é mais aberta, os elétrons apresentam uma massa efetiva maior (vale superior).

À temperatura ambiente, devido à pequena diferença de energia entre o nível doador e a banda de condução, há a passagem de elétrons do nível doador para a banda de condução, aumentando a condutividade do material. Ao aplicarmos uma tensão num diodo Gunn, começa a surgir uma corrente elétrica. Aumentando o valor dessa tensão, essa corrente vai aumentando, pois os elétrons vão ganhando velocidade, o que aumenta a corrente. Se aumentarmos ainda mais essa tensão, os elétrons do vale inferior da banda de condução "pulam" para o próximo vale, que possui energia um pouco maior que o vale inferior. Neste vale os elétrons possuem uma massa efetiva maior, o que resulta numa diminuição da velocidade dos mesmos, diminuindo assim a corrente elétrica e resultando na zona de resistência negativa.

Utilizando de um circuito RLC série, vamos analisar o comportamento do diodo(que aqui é encarado apenas como a resistência) na região de resistência negativa, positiva e nula. Os gráficos abaixo mostram essa análise:

2.Resistência positiva

3.Resistência negativa

Esses gráficos mostram facilmente o porque de se utilizar o diodo Gunn como oscilador e amplificador.

Neste trabalho estudamos as peculiaridades do diodo Gunn , que devido à sua região de resistência negativa é um excelente dispositivo para a confecção de osciladores e amplificadores.

Vimos que a obtenção desse dispositivo é bem simples ,já que este é feito de arseneto de gálio, material semicondutor.Estudamos também o mecanismo que faz com que haja essa resistência negativa.

1 – BOSH , B. Gunn Effect Eletronics . New York :John Willey and Sons,1975.

2 – Sze , S. M. Modern Semiconductor Device Physics .New York: Willey and Sons , 1992.

3 – Sands ,T et al, "Laser Liftoff of gallium nitride from sapphire substratc".