Alagútdióda

Ebben a cikkben a Alagútdióda lenyűgöző világát fogjuk felfedezni, amely téma minden korosztály és érdeklődési köre felkeltette az emberek figyelmét. A társadalomra és a kultúrára gyakorolt ​​hatásáról ismert Alagútdióda számos területen vita és elemzés tárgya volt. A Alagútdióda megjelenésétől napjainkig jelentős nyomot hagyott a történelemben, és hatása továbbra is érezhető a mai világban. Ebben a cikkben a Alagútdióda legrelevánsabb aspektusaiba fogunk beleásni, elemezve jelentőségét, következményeit és a jövőre való kivetítését. Készítse fel elméjét egy felfedező és önvizsgálati utazásra a Alagútdióda csodálatos univerzumában.

Az alalgútdióda szimbóluma

Az alagútdióda, vagy más néven Esaki-dióda olyan félvezető dióda, mely a kvantummechanikából ismert alagúthatás alapján működik.

Történet

Alagútdióda

Az alagútdiódát Leo Esaki (1925- ) japán fizikus találta fel 1957-ben. Leo Esaki a Sony elődjénél dolgozott, a tokiói Tsushin Kogyo cégnél. 1973-ban – Brian Josephsonnal és Ivar Giaeverrel megosztva – Nobel-díjat kapott. Az indoklás: „az alagúthatás felfedezése a félvezetőkben és a szupravezetőkben”. Robert Noyce és William Shockley is eljutott az alagúthatás gondolatáig, de nem folytatták.[1]

Alagútdiódát először a Sony gyártott 1957-ben.[2] Többnyire germániumból készül, de szilícium alapú dióda is van. Az alagútdiódát különleges feszültség-áram karakterisztikája (negatív ellenállású tartomány) miatt előszeretettel használják nagyfrekvenciás oszcillátorokban erősítőelemként. Nagyfrekvenciás alkalmazásoknál jobb teljesítményük miatt alkalmazzák tranzisztorok helyett. Mikrohullámú tartományokban a rezonáns alagútdiódát használják.[3] A MIM (metal–insulator–metal= fém-szigetelő-fém) dióda az alagútdióda egy változata.[4] Az alagútdiódát kis zajú mikrohullámú erősítőknél is használják.[5]

Működés

Az alagútdióda karakterisztikája

Az alagútdióda erősen szennyezett p-n átmenettel rendelkezik. Ez az erősen szennyezett réteg igen keskeny, közel 10 nanométer (100 ångström) széles. Az erős szennyezettség eredményeként kiürített réteg jön létre, ahol az n oldali elektronok és a p oldali lyukak kölcsönhatásba lépnek egymással és rekombinálódnak, így mindkettő megszűnik.

Nyitó irányban a feszültség növelésével az elektronok átjutnak a keskeny kiürített sávon az üres vegyértéksáv felé. Az áram arányosan növekszik. Amint a feszültség tovább nő, az áram csökkenni kezd, ezt a szakaszt hívják negatív differenciális ellenállású tartománynak. A feszültség további növelésével az áram ismét növekszik. A dióda 100 mV…250 mV közötti szakaszában az ellenállás negatív. Ezt a szakaszt használják ki LC oszcillátorokban a rezgőköri veszteségek kompenzálására.

Záró irányban az elektronok átjutnak a keskeny kiürített rétegen, a dióda letörik, és jelentős áram folyik.

Az alagútdiódák hosszú élettartamúak. Az 1960-ban gyártott diódák még mindig működnek. Esaki ezt azzal indokolja, hogy igen stabil az állapotuk.[6] Az alagútdiódák viszonylagosan ellenállók nukleáris sugárzással szemben, ezért alkalmazhatók űrjárművekben.

Lásd még

Irodalom

  • Donald G. Fink: Electronic Engineers Handbook. New York: McGraw Hill. 1975. ISBN 9780071441469  

Jegyzetek

  1. ↑ Berlin, Leslie. The Man Behind the Microchip: Robert Noyce and the Invention of Silicon Valley. Oxford University Press (2005). ISBN 0-19-516343-5 
  2. ↑ Archivált másolat. . (Hozzáférés: 2008. december 20.)
  3. ↑ E. R. Brown, J. R. Söderström, C. D. Parker, L. J. Mahoney, and K. M. Molvar, and T. C. McGill "Oscillations up to 712 GHz in InAs/AlSb resonant-tunneling diodes"
  4. ↑ Archivált másolat. . (Hozzáférés: 2013. március 9.)
  5. ↑ Fink, pp. 13–64
  6. ↑ Esaki, Leo; Arakawa, Yasuhiko; Kitamura, Masatoshi (2010). „Esaki diode is still a radio star, half a century on”. Nature 464 (7285), 31. o. DOI:10.1038/464031b. PMID 20203587. 

Források

Commons:Category:Tunnel diodes
A Wikimédia Commons tartalmaz Alagútdióda témájú médiaállományokat.