接合ダイオード

いくつかの歴史的な原油がありましたが、いくつかの歴史的な原油が使用可能でしたが、高純度の材料が利用可能になる前に使用可能な半導体整流器がありました。フェルディナントブラウンは、1874年に硫化鉛PbSベースの点接触整流器を発明しました。1924年に電力整流器として亜酸化銅整流器が使用されました。順方向電圧降下は0.2Vです。線形特性曲線がCu _{2 > Oは、D’ArsonvalベースのマルチメータのACスケールの整流器として使用されました。このダイオードも感光性です。}

酸化セレン整流器は、最新のパワーダイオード整流器が利用可能になる前に使用されていました。これらとCu ₂ O整流器は多結晶デバイスでした。光電セルはかつてセレンから作られていました。

半導体の前

現代の半導体時代以前は、初期のダイオードアプリケーションは無線周波数検出器でした。 、無線信号から音声を復元しました。 「半導体」は、方鉛鉱、硫化鉛、PbSの多結晶片でした。 猫のひげとして知られる先のとがった金属線 多結晶鉱物内の結晶上のスポットと接触させられました。 （下の図）オペレーターは、猫のひげを動かして、方鉛鉱の「敏感な」場所を見つけるために努力しました。おそらく、制御されていない不純物の変動性のために、結晶全体にランダムに分布したP型およびN型のスポットがありました。鉱物黄鉄鉱、愚か者の金、鉱物炭化ケイ素、SiC、別の検出器の一部が使用されることはあまりありませんでした。おそらく、制御されていない変動性のために、結晶全体にランダムに分布したPおよびNタイプのスポットがありました。不純物。 塹壕ラジオの一部である別の検出器であるミネラルカーボランダム、シリコンカーバイド、SiCと同様に、ミネラル鉄のパイライトである愚か者の金が使用されることはあまりありませんでした。 、曲がった安全ピンにバインドされた鋭利な鉛筆の芯で構成され、さびた青い刃の使い捨てかみそりの刃に触れています。これらはすべて、振動のために簡単に失われる敏感な場所を探す必要がありました。

鉱石検波器

鉱物をNドープ半導体に置き換えると（下の図（a））、表面全体が敏感になるため、敏感なスポットを探す必要がなくなります。このデバイスは、1906年にG.W. Pickardによって完成されました。尖った金属接触により、半導体内に局所的なP型領域が生成されました。金属ポイントが所定の位置に固定され、ポイントコンタクトダイオード全体が固定されました。 機械的および電気的安定性のために円筒形の本体にカプセル化されています。 （下の図（d））回路図のカソードバーは、物理パッケージのバーに対応していることに注意してください。

シリコン点接触ダイオードは、第二次世界大戦のレーダーに重要な貢献をし、レーダー受信機でギガヘルツの無線周波数エコー信号を検出しました。明確にすべき概念は、点接触ダイオードが接合ダイオードと最新の半導体に数十年先行しているということです。今日でも、点接触ダイオードは静電容量が小さいため、マイクロ波周波数検出の実用的な手段です。ゲルマニウム点接触ダイオードは、現在よりも容易に入手可能であり、セルフパワー鉱石ラジオなどの一部のアプリケーションでは、0.2Vの順方向電圧が低いために好まれていました。点接触ダイオードは、広い帯域幅に敏感ですが、接合ダイオードに比べて電流能力が低くなっています。

最新のダイオード

シリコンダイオードの断面：（a）点接触ダイオード、（b）接合ダイオード、（c）回路図記号、（d）小信号ダイオードパッケージ。

今日のほとんどのダイオードはシリコン接合ダイオードです。上の図（b）の断面は、単純なPN接合よりも少し複雑に見えます。ただし、それでもPN接合です。カソード接続から始めて、N ⁺ この領域が高濃度にドープされており、極性とは関係がないことを示します。これにより、ダイオードの直列抵抗が減少します。 N ^- （-）で示されているように、領域は軽くドープされています。光ドーピングは、高電圧電力整流ダイオードにとって重要な、より高い逆方向降伏電圧を備えたダイオードを生成します。低電圧ダイオードは、低電圧電力整流器でさえ、より重いドーピングでより低い順方向損失を持ちます。最も重いレベルのドーピングは、低い逆方向降伏電圧用に設計されたツェナーダイオードを生成します。ただし、高濃度ドーピングは逆リーク電流を増加させます。 P ⁺ アノード接点の領域は高濃度にドープされたP型半導体であり、優れた接点戦略です。ガラスカプセル化された小信号接合ダイオードは、数十から数百mAの電流が可能です。プラスチックまたはセラミックでカプセル化された電力整流ダイオードは、1000アンペアの電流を処理します。

レビュー：

• 点接触ダイオードは優れた高周波特性を備えており、マイクロ波周波数でも十分に使用できます。
• 接合ダイオードのサイズは、小信号ダイオードから数千アンペアの電力整流器までさまざまです。
• 接合部付近のドーピングレベルによって、逆方向降伏電圧が決まります。光ドーピングは高電圧ダイオードを生成します。ドーピングが多いと、ブレークダウン電圧が低くなり、逆リーク電流が増加します。ツェナーダイオードは、ドーピングが多いため、ブレークダウン電圧が低くなります。

関連ワークシート：

• PN接合ワークシート