MuodostusTiede

Amazing puolijohdelaite - tunnelodiodi

Vaihtoehtoisen virran oikaisumekanismia tutkittaessa kahden eri median - puolijohde ja metalli - kosketuksen alueella on hypoteesi, että se perustuu ns. Kuitenkin tuolloin (1932) puolijohdetekniikoiden kehitystaso ei antanut meille mahdollisuutta vahvistaa kokemuksemme arvailua. Vain vuonna 1958 japanilainen tiedemies Esaki onnistui vahvistamaan sen loistavasti ja loi ensimmäisen tunnelin diodin. Kiitos hämmästyttävistä ominaisuuksistaan (erityisesti nopeudesta), tämä laite herätti kiinnostuksen eri teknisten kenttien asiantuntijoille. Tässä on syytä selittää, että diodi on elektroninen laite, joka on kahden eri materiaalin yhdistelmä yhdessä tapauksessa ja jossa on erilaiset johtokyky. Siksi sähkövirta voi kulkea sen läpi vain yhteen suuntaan. Napaisuuden kääntäminen johtaa diodin sulkemiseen ja sen resistenssin kasvuun. Jännitteen lisääminen johtaa "hajoamiseen".

Harkitse, miten tunnelodiodi toimii. Klassinen tasasuuntaajan puolijohdelaite käyttää kiteitä, joiden epäpuhtauksien määrä on enintään 10, teholla 17 (-3 cm). Ja koska tämä parametri liittyy suoraan vapaan latauskannattimien määrään, on selvää, että jälkimmäinen ei voi koskaan olla suurempi kuin määritetty raja.

On kaava, joka mahdollistaa välivyöhykkeen paksuuden (siirtymän pn) määrittämisen:

(N * Nd) / (Na * Nd)) * ((Na * Nd)

Jossa Na ja Nd ovat ionisoitujen akseptorien ja luovuttajien määrä vastaavasti; Pi - 3,1416; Q on elektronimaksun arvo ; U on syöttöjännite; Uk on mahdollinen ero siirtymävaiheessa; E on dielektrisen vakion arvo .

Kaavan seurauksena on se, että klassisen diodin pn-liitokselle on tunnusomaista alhainen kenttävoimakkuus ja suhteellisen suuri paksuus. Jotta elektronit pääsisivät vapaaseen vyöhykkeeseen, ne tarvitsevat lisää energiaa (ilmoitetaan ulkopuolelta).

Tunneli-diodi käyttää suunnittelussaan tällaisia puolijohteita, jotka muuttavat epäpuhtauksien pitoisuutta 10: een 20 (-3 cm) tehoon, mikä on suuruusluokkaa kuin klassisista. Tämä johtaa siirtymän paksuuden voimakkaaseen pienenemiseen, kentänvoimakkuuden jyrkkään nousuun pn-alueen alueella ja sen seurauksena tunnelin risteyksen ilmetessä, kun elektroni ei tarvitse ylimääräistä energiaa valenssikaistalle pääsemiseksi. Tämä johtuu siitä , että hiukkasen energiataso ei muutu, kun este kulkee. Tunnelidiodi voidaan helposti erottaa tavallisimmista sen nykyisen jänniteominaisuuden perusteella. Tämä vaikutus luo jonkinlaisen roiskumisen siihen - erotusresistanssin negatiivinen arvo. Tästä johtuen tunnelikoodeja käytetään laajalti suurtaajuuslaitteissa (pn-paksuuden pienentäminen tekee tällaisesta laitteesta suuren nopeuden), tarkat mittauslaitteet, generaattorit ja tietenkin tietotekniikka.

Vaikka tunnelointiefektin virta pystyy virtaamaan molempiin suuntiin, diodin suora kytkentä, siirtymävyöhykkeen voimakkuus kasvaa, mikä pienentää tunnelointiin kykenevien elektronien määrää. Jännitteen nousu johtaa tunnelivirran täydelliseen häviämiseen ja vaikutus on vain tavallisessa diffuusiossa (kuten klassisissa diodeissa).

Myös toinen samanlaisten laitteiden edustaja - käänteinen diodi. Se on sama tunnelodiodi, mutta muuttuneet ominaisuudet. Ero on se, että johtava arvo käänteisessä liitoksessa, jossa tavallinen tasasuuntauslaite "sulkeutuu", on suurempi kuin suora. Jäljelle jäävät ominaisuudet vastaavat tunneli-diodia: nopeus, pieni sisäinen kohina, kyky korjata muuttuvat komponentit.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 fi.atomiyme.com. Theme powered by WordPress.