Amazing semiconductor kifaa - handaki diode

Wakati wa kufanyia utafiti utaratibu wa kurekebisha AC katika tovuti ya mawasiliano ya mazingira mbili tofauti - semiconductor na chuma, imekuwa kinadharia kwamba msingi wake ni kile kinachoitwa tunnel ya malipo flygbolag. Hata hivyo, wakati huo (1932) kiwango cha maendeleo ya teknolojia semiconductor hairuhusiwi kuthibitisha dhana empirically. Tu mwaka 1958, Japan mwanasayansi Esaki alikuwa na uwezo wa kuthibitisha kama brilliantly, kujenga kwanza handaki diode katika historia. Shukrani kwa kushangaza ubora wake (kwa mfano, kasi), bidhaa hii imevutia tahadhari ya wataalamu katika nyanja mbalimbali za kiufundi. Ni thamani ya kueleza kuwa diode - kifaa elektroniki, ambayo ni ya chama cha mwili moja ya vifaa vya mbili tofauti kuwa aina tofauti ya conductivity. Kwa hiyo, umeme sasa unaweza kati yake kwa njia hiyo katika mwelekeo mmoja tu. Kubadilisha matokeo polarity katika "kufunga" ya diode na kuongeza upinzani wake. Kuongezeka voltage inaongoza kwa "kuvunjika".

Fikiria jinsi handaki diode. Classic rectifier kifaa semiconductor inatumia kioo kuwa idadi ya uchafu na si zaidi ya 10 kwa wakati 17 shahada (shahada -3 sentimita). Na kwa kuwa na kigezo hiki ni moja kwa moja kuhusiana na idadi ya bure bila malipo flygbolag, ni zamu kuwa siku za nyuma kamwe kuwa zaidi ya mipaka maalum.

Kuna formula ambayo inaruhusu kuamua unene wa ukanda kati (mpito pn):

L = ((E * (Uingereza-U)) / (2 * Pi * q)) * ((Na + nd) / (Na * nd)) * 1,050,000,

ambapo Na na Nd - Idadi ya wafadhili ionized na vikubalio, kwa mtiririko huo, Pi - 3.1416; q - thamani ya malipo ya elektroni, U - kutumika voltage, Uingereza - tofauti katika uwezo katika kipindi cha mpito, E - Thamani ya mara kwa mara dielectric.

matokeo ya formula ni ukweli kwamba kwa classical pn mpito diode tabia nguvu za shamba na unene kiasi kikubwa. Hiyo elektroni unaweza kupata ukanda huru, wanahitaji nishati ziada (kuwashirikisha kutoka nje).

Tunnel diodes hutumika katika ujenzi yao aina hiyo ya halvledare, ambayo kubadilisha uchafu maudhui ya 10 na 20 shahada (shahada -3 sentimita), ambayo ni utaratibu tofauti kutoka kwa wale classical. Hii husababisha kupungua kwa kiasi kikubwa kwa unene wa mpito, ongezeko kubwa la kiwango uwanja katika eneo pn, na hivyo, tukio la handaki mpito wakati wa kuingia elektroni kwa valence haihitaji nguvu ya ziada. Hii hutokea kwa sababu kiwango cha nishati ya chembe haina mabadiliko na kifungu kizuizi. handaki diode ni urahisi tofauti na kawaida ya wake volt-ampea tabia. Athari hii inajenga aina ya kuongezeka juu yake - hasi tofauti upinzani. Kutokana na tunnel hii diodes ni sana kutumika katika vifaa high-frequency (unene kupunguza pn pengo inafanya kifaa kama kasi), kupima sahihi vifaa, jenereta, na, bila shaka, kompyuta.

Ingawa sasa wakati athari handaki anaweza mtiririko katika pande zote mbili, na moja kwa moja kuunganisha mvutano diode katika ongezeko mpito eneo, kupunguza idadi ya elektroni uwezo wa kifungu tunnel. voltage ongezeko husababisha kupotea kamili ya tunnel ya sasa na athari ni tu kwa kueneza kawaida (kama katika diode msingi).

Pia kuna mwakilishi mwingine wa vifaa kama - nyuma diode. Inawakilisha moja handaki diode, lakini kwa tabia ilibadilika. Tofauti ni kwamba conductivity thamani ya uhusiano reverse, ambapo kawaida kurekebisha kifaa "imefungwa", ni juu kuliko katika moja kwa moja. mali iliyobaki uhusiano na diode handaki: utendaji, low self-kelele, uwezo wa kunyosha vipengele variable.