A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Az alagútdióda, vagy más néven Esaki-dióda egy félvezető dióda, mely a kvantummechanikából ismert alagúthatás alapján működik.
Történet
Az alagútdiódát Leo Esaki (1925- ) japán fizikus találta fel 1957-ben. Leo Esaki a Sony elődjénél dolgozott, a tokiói Tsushin Kogyo cégnél. 1973-ban Nobel-díjat kapott, megosztva (Brian Josephson, és Ivar Giaever). 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 erősen szennyezett p-n átmenettel rendelkezik. Ez az erősen szennyezett réteg igen keskeny, közel 10 nanométer (100 ångström) széles. Az erős szennyezettség eredményeként létrejön egy kiürített réteg, 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 növekszik arányosan. 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
- ↑ Berlin, Leslie. The Man Behind the Microchip: Robert Noyce and the Invention of Silicon Valley. Oxford University Press (2005). ISBN 0-19-516343-5
- ↑ Archivált másolat. . (Hozzáférés: 2008. december 20.)
- ↑ 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"
- ↑ Archivált másolat. . (Hozzáférés: 2013. március 9.)
- ↑ Fink, pp. 13–64
- ↑ 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
- Alagútdióda – HamWiki
- E. R. Brown et. al.: Oscillations up to 712 GHz in InAs/AISb resonant-tunneling diodes PDF (angolul)
- The MIM diode: Another challenger for the electronics crown – In: Quantum Physics, 2010. november 19. (angolul)
- Tunnel Diode (angolul)
|
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.
Analóg multiméterek túlterhelés elleni védelme
Egyenáram
Egyenáram mérése
Egyenirányítós lengőtekercses műszer
Elektromágnes (fizika)
Elektromos feszültség
Elektromos térerősség
Fáziseltolódás
Fázismutató
Fajlagos ellenállás
Feszültséggenerátor
Feszültségváltó
Forgó mágneses tér
Háromfázisú hálózat
Hőelektromosság
Hatásos ellenállás
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.