Ciekawy

Dioda tunelowa: dioda mikrofalowa Easki

Dioda tunelowa: dioda mikrofalowa Easki


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Dioda tunelowa to rodzaj mikrofalowej diody półprzewodnikowej, która może być stosowana w oscylatorach, a także we wzmacniaczach.

Zamiast korzystać ze standardowej fizyki zwykłego złącza PN, dioda tunelowa wykorzystuje efekt mechaniki kwantowej zwany tunelowaniem - od którego ma swoją nazwę.

Efekt tunelowania nadaje diodzie tunelowej ujemny obszar rezystancji, co umożliwia jej stosowanie jako oscylatora, a także w zastosowaniach przedwzmacniacza przy częstotliwościach znacznie zbliżonych do obszaru mikrofalowego.

Chociaż diody tunelowe nie są obecnie tak szeroko stosowane, nadal mogą być używane w wielu zastosowaniach RF. Były używane w oscylatorach czołowych odbiorników telewizyjnych i obwodach wyzwalających oscyloskopów, itp. Wykazano, że mają bardzo długą żywotność i mogą oferować bardzo wysoki poziom wydajności, gdy są używane jako przedwzmacniacz RF.

Jednak obecnie zastosowania diod tunelowych są mniej rozpowszechnione, ponieważ trzy urządzenia końcowe mogą często oferować lepsze poziomy wydajności w wielu obszarach.

Odkrycie diody tunelowej

Dioda tunelowa została odkryta w 1958 roku przez japońskiego doktora. student o nazwisku Esaki w 1958 roku. W ramach doktoratu. badał właściwości i działanie silnie domieszkowanych złączy germanowych do zastosowania w szybkich tranzystorach bipolarnych.

Esaki wyprodukował kilka silnie domieszkowanych złączy dla szybkich tranzystorów bipolarnych. Kiedy testował i używał tych urządzeń, odkrył, że wytwarzają one oscylacje na częstotliwościach mikrofalowych w wyniku efektu tunelowania.

Esaki otrzymał nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1973 roku za pracę nad diodą tunelową.

Po pracy Esakiego inni badacze wykazali, że inne materiały również wykazały efekt tunelowania. Holonyak i Lesk zademonstrowali urządzenie z arsenkiem galu w 1960 r., A inni zademonstrowali cynę indu, a następnie w 1962 r. Efekt został zademonstrowany w materiałach, w tym arsenku indu, fosforku indu, a także krzemie.

Symbol obwodu diody tunelu

Symbol diody tunelowej używany na schematach obwodów jest oparty na podstawowym symbolu zastosowanej diody. Aby odróżnić symbol diody tunelowej od standardowego symbolu diody, do sekcji słupkowej symbolu obwodu dodano dodatkowe ogony.

Zalety i wady

Dioda tunelowa nie jest obecnie tak szeroko stosowana, jak kiedyś była owsiana. Wraz z poprawą wydajności innych form technologii półprzewodnikowej stały się one często preferowaną opcją. Niemniej jednak nadal warto przyjrzeć się diodzie tunelowej, rozważając jej zalety i wady, aby przekonać się, czy jest to realna opcja.

Zalety

  • Bardzo duża prędkość: Duża prędkość działania oznacza, że ​​dioda tunelowa może być używana w zastosowaniach mikrofalowych RF.
  • Długość życia: Podjęto badania diody tunelowej i wykazano, że jej działanie pozostaje stabilne przez długi czas, podczas gdy inne urządzenia półprzewodnikowe mogły ulec degradacji.

Niedogodności

  • Odtwarzalność: Nie było możliwe wykonanie diody tunelowej z tak powtarzalną wydajnością do często potrzebnych poziomów.
  • Niski stosunek prądu szczytowego do prądu dolinowego: Ujemny obszar oporu i prąd od szczytu do doliny nie są tak wysokie, jak często jest to wymagane do uzyskania poziomów wydajności, które można osiągnąć za pomocą innych urządzeń.

Jednym z głównych powodów wczesnego sukcesu diody tunelowej była jej duża prędkość działania i wysokie częstotliwości, które mogła obsłużyć. Wynikało to z faktu, że podczas gdy wiele innych urządzeń jest spowalnianych przez obecność nośników mniejszościowych, dioda tunelowa wykorzystuje tylko nośniki większościowe, tj. Dziury w materiale typu n i elektrony w materiale typu p. Nośniki mniejszościowe spowalniają pracę urządzenia, przez co ich prędkość jest wolniejsza. Również efekt tunelowania jest z natury bardzo szybki.

Obecnie dioda tunelowa jest rzadko używana, co wynika z jej wad. Po pierwsze mają tylko niski prąd tunelowania, a to oznacza, że ​​są urządzeniami małej mocy. Chociaż może to być akceptowalne w przypadku wzmacniaczy o niskim poziomie szumów, jest to znacząca wada, gdy są wykorzystywane w oscylatorach, ponieważ potrzebne jest dalsze wzmocnienie i może to być wykonane tylko przez urządzenia, które mają wyższą moc, tj. Nie są diodami tunelowymi. Trzecią wadą jest to, że są to problemy z odtwarzalnością urządzeń, skutkujące niską wydajnością, a zatem wyższymi kosztami produkcji.

Aplikacje

Chociaż dioda tunelowa wydawała się obiecująca kilka lat temu, wkrótce została zastąpiona innymi urządzeniami półprzewodnikowymi, takimi jak diody IMPATT do zastosowań jako oscylatory i tranzystory FET używane jako wzmacniacze. Niemniej jednak dioda tunelowa jest przydatnym urządzeniem w niektórych zastosowaniach.

Jednym z obszarów, w którym dioda tunelowa może być użytecznie użyta, jest sprzęt wojskowy i inny sprzęt, który może podlegać działaniu pól magnetycznych, wysokiej temperatury i radioaktywności. Dioda tunelowa jest bardziej odporna na wpływy tych środowisk i jako taka może być nadal użytecznie używana.

Kolejną zaletą diody tunelowej, która zaczyna być odkrywana, jest jej długowieczność i niezawodność. Po wyprodukowaniu jego wydajność pozostaje stabilna przez długi czas, pomimo użycia, gdy inne urządzenia mogą ulec degradacji lub ulec awarii.


Obejrzyj wideo: ZIZ #37 Dioda Zenera - podstawowe informacje Kurs elektroniki dla początkujących (Może 2022).