Amazing pusvadītāju ierīce - tuneļa diode

Pētot mehānismu labot maiņstrāvas vietā saskares divu dažādās vidēs - pusvadītāju un metāla, tā ir hipotēze, ka tā ir balstīta uz tā saukto tuneļu un maksas pārvadātājiem. Taču tajā laikā (1932) līmeņa attīstības pusvadītāju tehnoloģiju, tas nav atļauts, lai apstiprinātu minējumus empīriski. Tikai 1958. gadā japāņu zinātnieks Esaki varēja apstiprināt lieliski, radot pirmo tuneļdiode vēsturē. Pateicoties apbrīnojamo kvalitāti (piemēram, ātrums), šis produkts ir piesaistījusi uzmanību speciālistu dažādās tehniskajās jomās. Ir vērts paskaidrot, ka diode - elektroniska ierīce, kas ir apvienība vienots veselums diviem dažādiem materiāliem, kam dažādu veidu vadītspēju. Tāpēc, elektriskā strāva var plūst caur to tikai vienā virzienā. Mainot polaritātes rezultātus "noslēguma" diode un palielināt savu izturību. spriegumu palielināšana noved pie "sadalījumu".

Apsveriet, kā tunelis diode. Classic rectifier pusvadītāju ierīce izmanto kristāla kam vairākas piemaisījumu ne vairāk kā par 10 pie 17 grādu (pakāpe -3 centimetru). Un tā kā šis parametrs ir tieši saistīta ar vairākām bezmaksas maksas pārvadātājiem, izrādās, ka agrāk nekad nevar būt vairāk par noteiktajiem robežām.

Ir formula, kas ļauj noteikt biezumu vidējā zonā (pāreja pn):

L = ((E * (Uk-U)) / (2 * Pi * q)) * ((Na + Nd) / (Na * Nd)) * 1050000,

kur Na un Nd - skaits jonizētu donoru un akceptoriem, attiecīgi; Pi - 3,1416; q - vērtība ar elektronu maksas; U - piemērots sprieguma; Uk - atšķirība potenciāliem pie pārejas; E - vērtība dielektriskā konstante.

Rezultātā ar formulu ir fakts, ka par klasiskā pn pāreja diode raksturīgu zemu lauka stiprumu un relatīvi lielu biezumu. Tas elektroni var saņemt bezmaksas zonā, tie ir papildus enerģiju (izlietot no ārpuses).

Tuneļdiode tiek izmantoti to būvniecībai šāda veida pusvadītāju, kas maina stāvokli piemaisījumu saturu līdz 10 līdz 20 grādu (grādu -3 centimetru), kas ir saistīta pasūtījuma atšķirīgs no klasiskā ones. Tas noved pie ievērojami samazināt biezuma pārejas, straujo pieaugumu lauka intensitātes PN reģionā, un līdz ar to, iestājoties tuneļa pārejas ieejot elektronu valence joslā nav nepieciešama papildus enerģija. Tas notiek tāpēc, ka enerģijas līmenis daļiņu nemainās ar pagājušo barjeru. Tunelis diode ir viegli atšķirt no parastā tās voltampērs īpašība. Šis efekts rada veida pieplūdums par to - negatīvs diferenciālā pretestība. Sakarā ar šo tuneļu diodes tiek plaši izmantoti augstas frekvences ierīcēm (biezums samazināšana pn plaisa padara šo ierīci liela ātruma), precīzas mērīšanas iekārtas, ģeneratori, un, protams, datoriem.

Lai gan pašreizējais kad tunelis efekts spēj plūsma abos virzienos, ko tieši savienojot diode spriedzi pārejas zonā palielinās, samazinot skaitu, elektronu spēj tunelēšanas eju. sprieguma palielināšana noved pie pilnīgas izzušanas no tuneļa strāvu, un efekts ir tikai parasts difūza (kā klasiskajā diodes).

Ir arī vēl viens pārstāvis šādām ierīcēm - atpakaļ diode. Tā ir tā pati tuneļa diode, bet ar izmainīta īpašībām. Atšķirība ir tā, ka vadītspēja vērtība apgrieztā savienojums, kurā parasti rektifikācijas ierīce "bloķēta", tas ir augstāks nekā tieša. Pārējās īpašības atbilst tuneļa diode: veiktspēju, zems pašnovērtējums troksni, spēja iztaisnot mainīgās sastāvdaļas.