Amazing Pajisja gjysmëpërçues - nje diode tunel

Kur studiuar mekanizmin e ndrequr një AC në vendin e kontaktit të dy mjedise të ndryshme - gjysmëpërçues dhe metalin, ajo ka qenë hypothesized se ajo është e bazuar në të ashtuquajturën tunneling e transportuesit ngarkuar. Megjithatë, në atë kohë (1932) niveli i zhvillimit të teknologjisë gjysmëpërçues nuk është e lejuar për të konfirmuar hamendje empirikisht. Vetëm në vitin 1958, një shkencëtar japonez Esaki ishte në gjendje për të konfirmuar atë shkëlqyeshëm, duke krijuar diodë parë tunel në histori. Në sajë të cilësisë së tij të mahnitshme (p.sh., shpejtësia), ky produkt ka tërhequr vëmendjen e specialistëve në fusha të ndryshme teknike. Vlen për të shpjeguar se diodë - një pajisje elektronike, e cila është një shoqatë e një trupi të vetëm të dy materialeve të ndryshme që kanë lloje të ndryshme të përçueshmërisë. Prandaj, rryma elektrike mund të rrjedhin nëpërmjet saj në një drejtim të vetëm. Duke ndryshuar rezultatet e polarizimit në "mbylljen" e diodë dhe për të rritur rezistencën e tij. Rritja e tensionit të çon në një "avari".

Mendoni se si tunel diodë. Klasik pastrues Pajisja gjysmëpërçues përdor një kristal që ka një numër të papastërtive jo më shumë se 10 në 17 shkallën (shkallë -3 centimetra). Dhe që ky parametër është drejtpërdrejt e lidhur me numrin e transportuesve pagesë pa pagesë, rezulton se e kaluara nuk mund të jetë më shumë se kufijtë e specifikuara.

Ka një formulë që lejon të përcaktuar trashësinë e zonës ndërmjetme (tranzicioni pn)

L = ((E * (UK-U)) / (2 * Pi * q)) * ((Na + Nd) / (Na * Nd)) * 1.050.000,

ku Na dhe Nd - numri i donatorëve jonizues dhe pranuesi, respektivisht; Pi - 3,1416; q - vlera e ngarkuar elektron; U - aplikuar tension; Uk - Dallimi në potencialet në tranzicion; E - Vlera e konstantes dielektrike.

Një pasojë e formulës është fakti se për një pn tranzicion diodë forcë klasike karakteristike në terren të ulët dhe një trashësi relativisht të madhe. Që elektronet mund të merrni një zonë të lirë, ata kanë nevojë për energji shtesë (imparted nga jashtë).

diodes tunel janë përdorur në ndërtimin e tyre lloje të tilla të gjysmëpërçuesve, të cilat ndryshojnë përmbajtjen e papastërtisë në 10 në 20 shkallë (shkallë -3 centimetra), i cili është një urdhër i ndryshëm nga ato klasike. Kjo çon në një reduktim dramatik në trashësinë e tranzicionit, rritja e shpejtë e intensitetit në terren në rajon pn dhe, rrjedhimisht, shfaqjes së tranzicionit tunelit kur të hyjnë në elektron të grupit valencë nuk ka nevojë për energji shtesë. Kjo ndodh për shkak se niveli i energjisë i grimcave nuk ndryshon me pengesë kalimi. Tuneli diodë është e lehtë të dallohet nga normal e saj karakteristike volt-amper. Ky efekt krijon një lloj rritje mbi të - rezistenca diferenciale negativ. Për shkak të kësaj tunneling diodes janë përdorur gjerësisht në pajisjet frekuencë të lartë (trashësi hendeku reduktimi pn bën një pajisje të tillë një shpejtësi të lartë), pajisjet e saktë matëse, gjeneratorë, dhe, natyrisht, kompjutera.

Edhe pse e tanishme kur efekti tunel është në gjendje të rrjedhin në të dy drejtimet, me lidh direkt tensionin diodë në rritjen e zonës tranzicionit, duke zvogëluar numrin e elektroneve të aftë për tunneling kalimit. Rritja e tensionit të çon në zhdukjen e plotë të tunneling aktuale dhe efekti është vetëm i shpërndarë të zakonshëm (si në diodë klasike).

Ka edhe një tjetër përfaqësues i pajisjeve të tilla - diodë prapambetur. Ajo përfaqëson të njëjtën diodë tunelit, por me pronat e ndryshuara. Dallimi është se vlera përçueshmëri e lidhjes kundërt, në të cilin pajisja zakonshme korrigjimi "i mbyllur", ajo është më e lartë se në të drejtpërdrejtë. Pronat e mbetura të korrespondojnë me diodë tunelit: performancës, vetë-zhurmë të ulët, aftësia për të shpjegoj komponentët ndryshueshme.