이 기사에서는 초기 점 접촉 다이오드와 게르마늄 다이오드인 최신 버전에 대해 포괄적으로 배웁니다.
여기에서 우리는 다음과 같은 사실을 배우게 될 것입니다.
- 점 접촉 다이오드의 간략한 역사
- 점 접촉 다이오드 및 현대 게르마늄 다이오드의 구성
- 점 접촉 다이오드 또는 게르마늄 다이오드의 장점
- 게르마늄 다이오드의 응용
점 접촉 다이오드의 간략한 역사
점 접촉 다이오드는 발명된 가장 오래된 유형의 다이오드입니다. 그것은 매우 기본적이며 방연광, 아연광석 또는 카보런덤과 같은 반도체에 속하는 물질의 결정 위에 구축되었습니다. 다이오드는 '고양이 수염'이 있기 때문에 전파를 감지하는 저렴하고 효율적인 방법으로 처음 사용되었습니다.
Karl Ferdinand Braun은 1874년에 점 접촉 다이오드에서 수정과 금속 사이의 전류의 '비대칭 전도'를 처음으로 시연했습니다.
1894년 Jagadish Bose는 결정체를 전파 탐지기로 사용한 최초의 마이크로파 연구를 수행했습니다. 최초의 수정 검출기는 1901년 Bose에 의해 발명되었습니다.
G. W. Pickard는 수정 탐지기를 유용한 무선 장치로 변환하는 일을 주로 담당했습니다. 그는 1902년에 검출기 요소 연구를 시작했고 정류 접합을 만드는 데 사용할 수 있는 수천 가지 화합물을 발견했습니다.
이러한 초기 점 접촉 반도체 접합의 기본 물리적 특성은 사용 당시에는 알려지지 않았습니다. 1930년대와 1940년대에 이들에 대한 추가 연구를 통해 현대 반도체 장치가 탄생했습니다.
점 접촉 다이오드의 구성
아래 그림에서 볼 수 있듯이 고양이 수염 모양의 작은 와이어를 사용하여 수정에 접촉했습니다. 산화를 방지하기 위해 금으로 만든 것이 바람직하다.
결과적으로 값비싼 게르마늄 다이오드 및 궁극적으로 값비싼 검출기 튜브와 같은 다른 유형의 검출기가 등장했습니다.
이로 인해 제1차 세계 대전 중에 방송 무선 라디오에서 점 접촉 고양이 수염이 널리 구현되었습니다.
현대 반도체와 비교할 때 고양이의 수염 탐지기 세트 또는 수정 세트는 거의 정확하지 않았습니다. '수염'은 수정에 수동으로 놓고 특정 위치에 고정해야 했습니다. 그러나 운영 후 몇 시간 이내에 효율성이 떨어지고 새로운 위치를 결정해야 했습니다.
많은 단점이 있었지만 수염과 수정은 무선 라디오에 사용된 최초의 반도체였습니다. 무선의 초기 몇 년 동안 대부분의 애호가는 이것을 감당할 수 있었고 점 접촉 다이오드는 오히려 잘 작동했지만 아무도 그것이 어떻게 작동하는지 이해하지 못했습니다.
게르마늄 다이오드(현대식 점 접촉 다이오드)
점 접촉 다이오드는 오늘날 훨씬 더 효율적이고 신뢰할 수 있습니다. 아래 그림과 같이 N형 게르마늄 칩에 미세한 텅스텐이나 금선(위스커 대체)이 삽입되어 있습니다.
와이어는 일부 금속이 게르마늄과 접촉하는 반도체로 이동하도록 합니다. 이것은 불순물로 작용하여 작은 P형 영역을 형성하고 PN 접합을 설정합니다.
PN 접합은 크기가 작기 때문에 높은 전류 수준을 견딜 수 없습니다. 가장 높은 값은 일반적으로 몇 밀리암페어입니다. 점 접촉 다이오드의 역전류는 일반적인 실리콘 다이오드의 역전류보다 큽니다. 이것은 장치의 추가 속성입니다.
일반적으로 이 값의 범위는 5에서 10마이크로암페어입니다. 점 접촉 다이오드의 역 전압 허용 오차도 다른 여러 실리콘 다이오드의 허용 오차보다 낮습니다.
장치가 견딜 수 있는 최대 역 전압은 종종 피크 역 전압(PIV)으로 정의됩니다. 이러한 점 접촉 다이오드 중 하나의 일반적인 역 전압 값은 대략 70볼트입니다.
장점
점 접촉 다이오드라고도 하는 게르마늄 다이오드는 여러 면에서 기본적으로 보이지만 몇 가지 장점이 있습니다. 첫 번째 장점은 생산이 간단하다는 것입니다.
점 접촉 다이오드는 일반적으로 보다 전통적인 PN 접합을 생성하는 데 필요한 확산 또는 에피택셜 성장 기술을 필요로 하지 않습니다.
제조업체는 N형 게르마늄의 부품을 쉽게 분리하고 위치를 지정하고 이상적인 정류 접합부에 와이어를 연결할 수 있습니다. 이것이 반도체 기술의 초기 단계에서 이러한 다이오드가 널리 사용 된 이유입니다.
점 접촉 다이오드의 사용 용이성은 추가적인 이점입니다. 접합은 크기가 작기 때문에 정전 용량이 매우 낮습니다.
1N914 및 1N916과 같은 일반적인 일반 실리콘 다이오드의 값은 몇 피코패럿에 불과하지만 점 접촉 다이오드는 훨씬 더 낮은 값을 갖습니다. 이러한 특성으로 인해 무선 주파수 애플리케이션에 매우 적합합니다.
마지막으로 점 접촉 다이오드를 제조하는 데 사용되는 게르마늄은 순방향 전압 강하를 최소화하므로 검출기로 사용하기에 적합합니다. 따라서 다이오드는 전도하기 위해 훨씬 더 낮은 전압이 필요합니다.
스위치를 켜기 위해 0.6볼트가 필요한 실리콘 다이오드와 달리 게르마늄 다이오드의 일반적인 순방향 전압은 거의 0.2볼트입니다.
애플리케이션
당신이 취미로 작은 라디오 세트를 만들고 싶다면 크리스탈 세트에서 점 접촉 다이오드의 가장 좋은 응용 프로그램을 찾을 수 있습니다.
라디오 초기에 널리 사용되었던 가장 기본적인 형태의 라디오 수신기는 크리스탈 라디오 수신기로 알려져 있습니다. 그것은 또한 일반적으로 크리스탈 세트로 알려져 있습니다.
이 라디오의 가장 흥미로운 점은 작동하는 데 외부 전원이 필요하지 않다는 것입니다. 실제로 안테나를 통해 수신되는 무선 신호의 전력을 사용하여 오디오 신호를 만듭니다.
가장 중요한 구성 요소인 수정 감지기(점 접촉 다이오드)에서 이름을 얻었습니다. 이 감지기는 처음에 방연광과 같은 결정질 재료로 제조되었습니다.
점 접촉 게르마늄 다이오드 1N34를 사용하는 간단한 수정 라디오는 다음 다이어그램에서 볼 수 있습니다.
회로에 대한 전체 기사 및 설명은 다음 게시물을 참조하십시오.
크리스탈 라디오 세트 만들기
