Εκπληκτικό συσκευή ημιαγωγών - μια δίοδο σήραγγας

Κατά τη μελέτη του μηχανισμού διόρθωσης ενός AC στο σημείο επαφής των δύο διαφορετικά περιβάλλοντα - το ημιαγωγών και το μέταλλο, έχει υποτεθεί ότι βασίζεται στο λεγόμενο φαινόμενο σήραγγας των φορέων φορτίου. Ωστόσο, εκείνη την εποχή (1932), το επίπεδο ανάπτυξης της τεχνολογίας ημιαγωγών δεν επιτρέπεται να επιβεβαιώσει την εικασία εμπειρικά. Μόνο το 1958, ένας Ιάπωνας επιστήμονας Esaki ήταν σε θέση να το επιβεβαιώσει άψογα, δημιουργώντας την πρώτη δίοδο σήραγγας στην ιστορία. Χάρη στην εκπληκτική ποιότητα της (π.χ., ταχύτητα), το προϊόν αυτό έχει προσελκύσει την προσοχή των ειδικών σε διάφορους τεχνικούς τομείς. Αξίζει να εξηγήσει ότι η δίοδος - μια ηλεκτρονική συσκευή, η οποία είναι μια ένωση ενός ενιαίου σώματος των δύο διαφορετικών υλικών που έχουν διαφορετικούς τύπους της αγωγιμότητας. Ως εκ τούτου, το ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να ρέει μέσα από αυτό σε μία μόνο κατεύθυνση. Αλλάζοντας τα αποτελέσματα πολικότητας σε «κλείσιμο» της διόδου και να αυξήσει την αντοχή του. Η αύξηση της τάσης οδηγεί σε μια «ανάλυση».

Σκεφτείτε πώς η δίοδος σήραγγας. Κλασικό ανορθωτή συσκευή ημιαγωγού χρησιμοποιεί ένα κρύσταλλο που έχει έναν αριθμό ακαθαρσιών όχι περισσότερο από 10 στα 17 μοιρών (βαθμός -3 εκατοστό). Και επειδή αυτή η παράμετρος σχετίζεται άμεσα με τον αριθμό των ελεύθερων φορέων φορτίου, αποδεικνύεται ότι το παρελθόν δεν μπορεί να είναι πάνω από τις καθορισμένες όρια.

Υπάρχει ένας τύπος που επιτρέπει να προσδιοριστεί το πάχος της ενδιάμεσης ζώνης (μετάβαση pn):

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

όπου Na και Nd - αριθμός των ιονισμένων δοτών και δεκτών, αντίστοιχα? Pi - 3,1416? q - η αξία του φορτίου του ηλεκτρονίου? U - εφαρμοζόμενη τάση? Ηνωμένο Βασίλειο - διαφορά δυναμικού κατά τη μετάβαση? E - τιμή της διηλεκτρικής σταθεράς.

Μια συνέπεια του τύπου είναι το γεγονός ότι για μια κλασική pn μετάβαση δίοδος χαρακτηριστική χαμηλή ένταση του πεδίου και ένα σχετικά μεγάλο πάχος. Ότι τα ηλεκτρόνια μπορούν να πάρουν μια ελεύθερη ζώνη, που χρειάζονται επιπλέον ενέργεια (που μεταδίδεται από το εξωτερικό).

Οι δίοδοι σήραγγας που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή τους τέτοιους τύπους ημιαγωγών, η οποία μεταβάλλει το περιεχόμενο ακαθαρσίας έως 10 έως 20 μοιρών (βαθμός -3 εκατοστά), η οποία είναι μια τάξη διαφορετική από τα κλασικά αυτά. Αυτό οδηγεί σε δραματική μείωση του πάχους της μετάβασης, η απότομη αύξηση της έντασης πεδίου στην περιοχή pn και, κατά συνέπεια, εμφάνιση της μετάβασης σήραγγας κατά την είσοδο στο ηλεκτρόνιο στη ζώνη σθένους δεν χρειάζεται επιπλέον ενέργεια. Αυτό συμβαίνει επειδή το επίπεδο ενέργειας των σωματιδίων δεν αλλάζει με το φράγμα δίοδο. Η δίοδος σήραγγας διακρίνεται εύκολα από την κανονική του του χαρακτηριστικού volt-ampere. Αυτό το φαινόμενο δημιουργεί ένα είδος κύματος σε αυτό - αρνητική απόκλιση αντίστασης. Λόγω αυτής της σήραγγας οι δίοδοι χρησιμοποιούνται ευρέως σε συσκευές υψηλής συχνότητας (πάχος διακένου pn αναγωγή κάνει μία τέτοια συσκευή ένα υψηλής ταχύτητας), ακριβή εξοπλισμού μέτρησης, γεννήτριες, και, φυσικά, τους υπολογιστές.

Παρόλο που η τρέχουσα όταν η επίδραση σήραγγας μπορεί να ρέει και στις δύο κατευθύνσεις, με την απευθείας σύνδεση της τάσης διόδου στη μεταβατική ζώνη αυξάνει, μειώνοντας τον αριθμό των ηλεκτρονίων ικανό διόδου σήραγγας. αύξηση της τάσης οδηγεί στην πλήρη εξαφάνιση της τρέχουσας σήραγγας και το αποτέλεσμα είναι μόνο σε συνήθεις διάχυτη (όπως στην κλασική δίοδο).

Υπάρχει επίσης ένα άλλο εκπρόσωπο των εν λόγω συσκευών - προς τα πίσω δίοδο. Αντιπροσωπεύει την ίδια δίοδο σήραγγας, αλλά με αλλαγμένες ιδιότητες. Η διαφορά είναι ότι η τιμή αγωγιμότητας της αντίστροφης σύνδεσης, στην οποία η συνήθης συσκευή ανορθώσεως «κλειδωμένο», είναι υψηλότερη από ό, τι σε άμεση. Οι υπόλοιπες ιδιότητες αντιστοιχούν στην δίοδο σήραγγας: απόδοση, χαμηλή αυτο-θορύβου, η ικανότητα να ισιώσει τα μεταβλητά συστατικά.