Bu yazıda erken nokta kontak diyotları ve bunların modern versiyonları olan Germanyum diyotları hakkında kapsamlı bir şekilde öğreneceğiz.
Burada aşağıdaki gerçekleri öğreneceğiz:
- Nokta temas diyotlarının kısa tarihi
- Nokta kontak diyotların ve modern Germanyum diyotların yapımı
- Nokta temaslı diyotların veya Germanyum diyotların avantajları
- Germanyum Diyotlarının Uygulamaları
Nokta Temaslı Diyotların Kısa Tarihi
Nokta temaslı diyot, icat edilen en eski diyot türüdür. Son derece basitti ve galen, çinkoit veya karborundum gibi bir yarı iletkene ait bir malzemenin kristali üzerine inşa edildi. Diyot, bir 'kedi bıyığı'na sahip olduğu için radyo dalgalarını algılamanın ucuz ve verimli bir yolu olarak ilk kez kullanıldı.
Karl Ferdinand Braun, 1874'te bir nokta kontak diyotunda kristal ve metal arasındaki elektrik akımının 'asimetrik iletimini' ilk kez gösterdi.
1894'te Jagadish Bose, kristalleri radyo dalgası dedektörleri olarak kullanan ilk mikrodalga araştırmasını gerçekleştirdi. İlk kristal dedektörü 1901'de Bose tarafından icat edildi.
G. W. Pickard, kristal dedektörü kullanışlı bir radyo cihazına dönüştürmekten öncelikle sorumluydu. 1902'de dedektör elemanlarını araştırmaya başladı ve doğrultucu bağlantıların yapılmasında kullanılabilecek binlerce bileşik keşfetti.
Bu erken nokta temaslı yarı iletken bağlantıların altında yatan fiziksel özellikler, kullanıldıkları sırada bilinmiyordu. 1930'larda ve 1940'larda bunlarla ilgili daha fazla çalışma, çağdaş yarı iletken cihazların yaratılmasıyla sonuçlandı.
Nokta Temaslı Diyot Yapımı
Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi, kristalle temas kurmak için kedi bıyığı benzeri minik tel kullanılmıştır. Bu tercihen oksidasyonu önlemek için altından yapılmıştı.
Daha sonra, pahalı germanyum diyotlar ve nihayetinde maliyetli dedektör tüpleri gibi diğer dedektör türleri ortaya çıktı.
Bu, I. Dünya Savaşı sırasında kablosuz radyo yayınlarında nokta temaslı kedi bıyığının yaygın olarak uygulanmasına yol açtı.
Modern yarı iletkenlerle karşılaştırıldığında, kedi bıyık dedektörü seti veya kristal seti hiçbir yerde kesinliğe yakın değildi. 'Bıyık' kristalin üzerine manuel olarak yerleştirilmeli ve belirli bir pozisyonda sabitlenmelidir. Bununla birlikte, birkaç saatlik çalışma içinde etkinliği azalacak ve yeni bir pozisyonun belirlenmesi gerekiyordu.
Birçok dezavantajı olmasına rağmen, bıyık ve kristal, kablosuz radyolarda kullanılan ilk yarı iletkendi. Telsizin ilk yıllarında, çoğu hobici bunu karşılayabilirdi, nokta temas diyotları oldukça iyi çalıştı, ancak kimse nasıl çalıştığını anlamadı.
Germanyum Diyotları (Modern Nokta Kontak Diyotları)
Nokta temas diyotları günümüzde çok daha verimli ve güvenilirdir. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, üzerine ince bir tungsten veya altın telin (bıyık yerine) yerleştirildiği bir N-tipi germanyum çipinden yapılmıştır.
Tel, bazı metallerin germanyumla temas ettiği yarı iletkene göç etmesine neden olur. Bu, küçük bir P tipi bölge oluşturan ve PN birleşimini oluşturan bir safsızlık görevi görür.
PN bağlantısının küçük boyutu nedeniyle, yüksek akım seviyelerini tolere edemez. En yüksek değer tipik olarak birkaç miliamper olacaktır. Nokta temaslı diyotun ters akımı, tipik bir silikon diyotunkinden daha büyüktür. Bu, cihazın ek bir özelliğidir.
Tipik olarak bu değer, beş ila on mikroamper arasında değişebilir. Nokta temaslı diyotun ters voltaj toleransı da diğer birçok silikon diyotunkinden daha düşüktür.
Cihazın tolere edebileceği maksimum ters voltaj, genellikle tepe ters voltaj (PIV) olarak tanımlanır. Bu nokta temaslı diyotlardan biri için tipik bir ters voltaj değeri kabaca 70 volttur.
Avantajlar
Nokta temaslı diyot olarak da bilinen germanyum diyot, birçok yönden basit görünür ancak birkaç avantajı vardır. İlk avantajı, üretiminin basit olmasıdır.
Bir nokta temaslı diyot, normalde daha geleneksel bir PN bağlantısı üretmek için gerekli olan difüzyon veya epitaksiyel büyüme teknikleri gerektirmez.
Üreticiler, N-tipi germanyumun parçalarını kolayca ayırabilir, konumlandırabilir ve ideal düzeltme kavşağında onlara bir kablo bağlayabilir. Bu nedenle yarı iletken teknolojisinin ilk dönemlerinde bu diyotlar yaygın olarak kullanılmıştır.
Nokta temaslı diyotun kullanım kolaylığı, ek avantajıdır. Kavşak, küçük boyutu nedeniyle son derece düşük bir kapasitansa sahiptir.
1N914 ve 1N916 gibi yaygın sıradan silikon diyotlar yalnızca birkaç pikofarad değerlerine sahipken, nokta temaslı diyotlar daha da düşük değerlere sahiptir. Bu özellik, onları radyo frekansı uygulamaları için oldukça uygun hale getirir.
Son olarak, nokta temas diyotu üretmek için kullanılan germanyum, minimum ileri voltaj düşüşüne neden olur ve bu da onu dedektör olarak kullanım için mükemmel kılar. Bu nedenle, diyot iletmek için önemli ölçüde daha düşük bir voltaj gerektirir.
Açmak için 0,6 volt gerektiren bir silikon diyotun aksine, bir germanyum diyotun tipik ileri voltajı neredeyse 0,2 volttur.
Uygulamalar
Bir hobiciyseniz ve küçük radyo setleri yapmaktan hoşlanıyorsanız, o zaman bir kristal sette bir nokta kontak diyotun en iyi uygulamasını bulabilirsiniz.
Radyonun ilk günlerinde yaygın olarak kullanılan en temel radyo alıcısı biçimi, kristal radyo alıcısı olarak bilinir. Aynı zamanda yaygın olarak bir kristal seti olarak da bilinir.
Bu radyoyla ilgili en büyüleyici şey, çalışması için harici güç gerektirmemesidir. Aslında anteni aracılığıyla alınan radyo sinyalinin gücünü kullanarak ses sinyali yapar.
Adını, başlangıçta galen gibi kristal bir malzemeden üretilen en önemli bileşeni olan bir kristal dedektöründen (nokta kontak diyot) alır.
Nokta temaslı germanyum diyot 1N34 kullanan basit bir kristal radyo, aşağıdaki şemada görülebilir.
Devrenin tam makalesi ve açıklaması için aşağıdaki gönderiye başvurabilirsiniz:
Bir Kristal Radyo Seti Oluşturun
