У овом чланку ћемо свеобухватно научити о раним тачкастим контакт диодама, и њиховим модерним верзијама које су германијумске диоде.

Овде ћемо сазнати следеће чињенице:

Кратка историја тачкастог контакта диода
Конструкција тачкастих контакт диода и савремених германијумских диода
Предности диода са тачкастим контактом или германијумских диода
Примене германијумских диода

Кратка историја додирних диода

Тачкаста диода је најстарији тип диода који је изумљен. Био је изузетно основни и изграђен на кристалу материјала који припада полупроводнику, као што су галенит, цинцит или карборунд. Диода је прво коришћена као јефтин и ефикасан начин за детекцију радио таласа јер је имала „мачји брк“.

Карл Фердинанд Браун први је демонстрирао 'асиметричну проводљивост' електричне струје, између кристала и метала у диоди са тачкастим контактом 1874. године.

Године 1894, Јагадиш Босе је спровео прво микроталасно истраживање користећи кристале као детекторе радио таласа. Први кристални детектор изумео је Босе 1901. године.

Г. В. Пицкард је првенствено био одговоран за претварање кристалног детектора у користан радио уређај. Почео је да истражује детекторске елементе 1902. године и открио је хиљаде једињења која се могу користити за прављење исправљајућих спојева.

Основна физичка својства ових раних контактних полупроводничких спојева нису била позната у време када су коришћени. Даље проучавање њих 1930-их и 1940-их резултирало је стварањем савремених полупроводничких уређаја.

Конструкција контактне диоде

Као што се види на слици испод, за контакт са кристалом коришћена је сићушна жица налик мачјим брковима. Ово је пожељно било од злата да би се спречила оксидација.

Касније су се појавиле друге врсте детектора, као што су скупе германијумске диоде и на крају скупе детекторске цеви.

То је довело до широко распрострањене примене мачјих бркова са тачкастим контактом у емитованим бежичним радијима током Првог светског рата.

У поређењу са модерним полупроводницима, сет детектора мачјих бркова или сет кристала није био ни приближно тачан. „Брк“ је морао бити ручно постављен на кристал и фиксиран у одређеном положају. Међутим, у року од неколико сати рада, његова ефикасност би опала и требало је одредити нову позицију.

Иако је имао много недостатака, бркови и кристал су били први полупроводник који се користио у бежичним радио уређајима. У тим раним годинама бежичне везе, већина хобиста је то могла да приушти, диоде са тачкастим контактом су функционисале прилично добро, али нико није разумео како функционишу.

Германијумске диоде (савремене контактне диоде)

Тачкасте диоде су данас много ефикасније и поузданије. Као што је илустровано на слици испод, направљени су од чипа германијума Н-типа на који је уметнута фина волфрамова или златна жица (која замењује брк).

Жица узрокује да неки метал мигрира у полупроводник где долази у контакт са германијумом. Ово служи као нечистоћа, формирајући мали регион П-типа и успостављајући ПН спој.

“шта значи фаза у електричној енергији ”

Због мале величине ПН споја, он није у стању да толерише високе нивое струје. Највиши би обично био неколико милиампера. Реверзна струја диоде са тачкастим контактом је већа од оне типичне силицијумске диоде. Ово је додатно својство уређаја.

Обично ова вредност може да се креће од пет до десет микроампера. Толеранција обрнутог напона диоде са тачкастим контактом је такође нижа од оне код неколико других силицијумских диода.

Максимални обрнути напон који уређај може да толерише често се дефинише као вршни инверзни напон (ПИВ). Типична вредност обрнутог напона за једну од ових диода са тачкастим контактом је отприлике 70 волти.

Предности

Германијумска диода, такође позната као диода са тачкастим контактом, изгледа као основна на много начина, али има неколико предности. Прва предност је што се лако производи.

Диода са тачкастим контактом не захтева технике дифузије или епитаксијалног раста, које су обично потребне за производњу традиционалнијег ПН споја.

Произвођачи су могли лако да одвоје делове германијума Н-типа, позиционирају их и повежу жицу са њима на идеалном споју за исправљање. Због тога су у почетним периодима полупроводничке технологије ове диоде биле у великој мери коришћене.

Лакоћа употребе диоде са тачкастим контактом је њена додатна предност. Спој има изузетно мали капацитет због своје мале величине.

Чак и док уобичајене обичне силиконске диоде као што су 1Н914 и 1Н916 имају вредности од само неколико пикофарада, диоде са тачкастим контактом имају још ниже вредности. Ово својство их чини веома погодним за радио-фреквентне апликације.

На крају, али не и најмање важно, германијум који се користи за производњу диоде са тачкастим контактом резултира минималним падом напона напред, што га чини савршеним за употребу као детектор. Према томе, диода захтева знатно нижи напон за провођење.

За разлику од силицијумске диоде, којој је за укључење потребно 0,6 волти, типични предњи напон германијумске диоде је једва 0,2 волта.

Апликације

Ако сте хоби и волите да правите мале радио апарате, можда ћете пронаћи најбољу примену диоде са тачкастим контактом у кристалном сету.

Најосновнији облик радио пријемника који је био нашироко коришћен у раним данима радија познат је као кристални радио пријемник. Такође је познат као кристални сет.

Најфасцинантније у вези овог радија је то што за рад није потребно спољно напајање. Он заправо ствара аудио сигнал користећи снагу радио сигнала који се прима преко његове антене.

Име је добио по својој најзначајнијој компоненти, кристалном детектору (диода са тачкастим контактом), који је у почетку био произведен од кристалног материјала као што је галенит.

Једноставан кристални радио који користи германијумску диоду 1Н34 у тачки контакта може се видети на следећем дијаграму.