Amazing semiconductor uidheam - tunail diode

Nuair a bhios a 'dèanamh, an dòigh a' ceartachadh an AC aig an làraich, cuiribh fios gu de dhà diofar àrainneachdan - an semiconductor agus a 'mheatailt, tha e air a bhith a hypothesized a tha e stèidhichte air mar a theirear tunaileadh an-asgaidh giùlan. Ach, aig an àm sin (1932) an ìre de leasachadh semiconductor Tha teicneòlas chan fhaodadh a 'dearbhadh na conjecture empirically. A mhàin ann an 1958, a-saidheans Iapanach Esaki bha comasach air daingneachadh e mìorbhaileach, a 'cruthachadh a' chiad tunail diode ann an eachdraidh. Taing do a iongantach càileachd (me, luaths), air a 'bhathar seo gu aire eòlaichean teicnigeach ann an diofar raointean. Is fhiach e a 'mìneachadh gu bheil an diode - an inneal dealanach, a tha an co-bhuinn de aon bhuidheann de dhà diofar stuthan a bhith diofar sheòrsaichean conductivity. Uime sin, dealain-dràsta urrainn sruthadh tro e ann an aon stiùireadh a-mhàin. Ag atharrachadh polarity toraidhean ann an "dùnadh" na diode agus a mheudachadh aghaidh. Cur an bholtaids a 'dol gu "a' briseadh sìos."

Beachdaich air mar a tha an tunail diode. Classic rectifier semiconductor inneal a 'cleachdadh criostal a bhith aig àireamh de truailleadh nach còrr is 10 aig 17 cheum (ceum -3 cheudameatair). Agus bhon a tha paramadair seo co-cheangailte gu dìreach ris an àireamh an-asgaidh os cionn a 'giùlan, tha e a' tionndadh a-mach nach urrainn a chaidh seachad a-riamh a bhith nas fhaide na crìochan a shònrachadh.

Tha foirmle a leigeas gus dearbhadh an tiughad an sòn eadar-mheadhanach (gluasaid pn):

L = ((S * (uk-U)) / (2 Pi * * q)) * ((Na + AGUS) / (Na * AGUS)) * 1050000,

agus far a bheil Na AGUS - àireamh de ionized tabhartaiche agus acceptors, fa leth; Pi - 3,1416; q - luach an electron os cionn; U - bholtaids a chur an gnìomh; Uk - eadar-dhealachadh ann an potentials aig a 'ghluasad; S - luach an dielectric cunbhalach.

A thoradh air a 'foirmle' se gu bheil airson clasaigeach pn gluasaid diode feart ìosal achadh neart agus meadhanach mòr a tighead. That electrons gheibh Raon saor, feumaidh iad a bharrachd cumhachd (oideachadh bhon taobh a-muigh).

Tunnel diodes a chleachdadh ann an togail leithid sheòrsaichean semiconductors, a tha ag atharrachadh gu clàr na làraich impurity 10 gu 20 cheum (ceum -3 ciadameatair), a tha an òrdugh eadar-dhealaichte bhon fheadhainn clasaigeach. Tha seo a 'leantainn gu lùghdachadh brìgheil anns an tiughad a' gluasad, biorach 'meudachadh an achaidh dian ann an pn sgìre agus, mar sin, thachair de thunail gluasaid nuair a thigear chun a' electron gu Valence còmhlan Chan eil feum air tuilleadh cumhachd. Tha seo a 'tachairt air sgàth an lùth ìre na pìosan Chan eil atharrachadh leis an trannsa a-starra. Tha an tunail diode Is furasta aithneachadh bho àbhaisteach a gath-ampere feart. Tha seo a 'bhuaidh a' cruthachadh seòrsa de àrdachadh air - àicheil-eadar-dhealachadh aghaidh. Air sgàth seo tunaileadh diodes a tha ga cleachdadh ann an àrd-innealan tricead (tighead lùghdachadh pn beàrn a 'dèanamh an leithid de inneal àrd-astar), neo-mhearachdach tomhais uidheam, gineadairean, agus, gu dearbh, coimpiutairean.

Ged a tha an-dràsta nuair a tha an tunail a 'bhuaidh a tha comasach air a' sruthadh an dà thaoibh, le ceangal gu dìreach an diode teannachadh ann an sòn eadar-ghluasaid a 'meudachadh, a' lùghdachadh an àireamh de electrons comasach tunaileadh trannsa. bholtaids a 'meudachadh a' dol gu deiseil a dhol à bith an tunaileadh làithreach agus a 'bhuaidh a th' ann a-mhàin air a àbhaisteach sgaoilte (mar ann an clasaig diode).

Tha cuideachd eile riochdaire-innealan sin - a chùil diode. Tha ea 'riochdachadh an aon tunail diode, ach le feartan atharraichte. Tha an diofar a tha sin a 'conductivity luach an cùl an ceangal, anns a bheil am àbhaisteach ceartachadh inneal "glaiste", tha e nas àirde na ann dìreach. Tha na feartan a tha air fhàgail a rèir an tunail diode: coileanadh ìosal, fèin-fuaim, an comas Straighten caochlaideach co-phàirtean.