在本文中，我們將全面了解早期的點(diǎn)接觸二極管及其現(xiàn)代版本，即鍺二極管。

在這里，我們將了解以下事實(shí)：

點(diǎn)接觸二極管簡(jiǎn)史

點(diǎn)接觸二極管和現(xiàn)代鍺二極管的構(gòu)造

點(diǎn)接觸二極管或鍺二極管的優(yōu)點(diǎn)

鍺二極管的應(yīng)用

點(diǎn)接觸二極管簡(jiǎn)史

點(diǎn)接觸二極管是發(fā)明的最古老的二極管類型。它是非?；镜?，建立在屬于半導(dǎo)體的材料晶體上，例如方鉛礦，鋅礦或碳化硅。二極管最初被用作檢測(cè)無(wú)線電波的廉價(jià)而有效的方法，因?yàn)樗小柏堩殹薄?/p>

卡爾·費(fèi)迪南德·布勞恩（Karl Ferdinand Braun）于1874年首次在點(diǎn)接觸二極管中展示了晶體和金屬之間電流的“不對(duì)稱傳導(dǎo)”。

1894年，Jagadish Bose首次使用晶體作為無(wú)線電波探測(cè)器進(jìn)行微波研究。第一個(gè)晶體探測(cè)器是由 Bose 于 1901 年發(fā)明的。

G. W. Pickard主要負(fù)責(zé)將晶體探測(cè)器轉(zhuǎn)換為有用的無(wú)線電設(shè)備。他于1902年開(kāi)始研究檢測(cè)器元件，并發(fā)現(xiàn)了數(shù)千種可用于制造整流結(jié)的化合物。

這些早期點(diǎn)接觸半導(dǎo)體結(jié)的潛在物理性質(zhì)在被使用時(shí)尚不清楚。在 1930 年代和 1940 年代對(duì)它們的進(jìn)一步研究導(dǎo)致了當(dāng)代半導(dǎo)體器件的誕生。

點(diǎn)接觸二極管的構(gòu)造

如下圖所示，用貓的胡須狀細(xì)線接觸晶體。這最好是用金制成的，以防止氧化。

隨后，出現(xiàn)了其他類型的探測(cè)器，例如昂貴的鍺二極管和最終昂貴的探測(cè)器管。

這導(dǎo)致第一次世界大戰(zhàn)期間在廣播無(wú)線電中廣泛實(shí)施點(diǎn)接觸貓須。

與現(xiàn)代半導(dǎo)體相比，貓的晶須探測(cè)器組或晶體組遠(yuǎn)不準(zhǔn)確。“晶須”必須手動(dòng)放置在晶體上并固定在特定位置。然而，在運(yùn)作的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，其效力就會(huì)下降，需要確定一個(gè)新的職位。

雖然它有很多缺點(diǎn)，但晶須和晶體是無(wú)線電中使用的第一種半導(dǎo)體。在無(wú)線技術(shù)的早期，大多數(shù)業(yè)余愛(ài)好者都能負(fù)擔(dān)得起，點(diǎn)接觸二極管運(yùn)行良好，但沒(méi)有人了解它是如何工作的。

鍺二極管（現(xiàn)代點(diǎn)接觸二極管）

如今，點(diǎn)接觸二極管更加高效和可靠。如下圖所示，它們由N型鍺芯片制成，其上插入細(xì)鎢或金線（取代晶須）。

導(dǎo)線導(dǎo)致一些金屬遷移到半導(dǎo)體中，在那里它與鍺接觸。這充當(dāng)雜質(zhì)，形成微小的P型區(qū)域并建立PN結(jié)。

由于PN結(jié)的尺寸很小，它無(wú)法承受高電流水平。最高值通常為幾毫安。點(diǎn)接觸二極管的反向電流大于典型硅二極管的反向電流。這是設(shè)備的附加屬性。

通常，該值的范圍為5到10微安。點(diǎn)接觸二極管的反向電壓容差也低于其他幾種硅二極管。

器件可以承受的最大反向電壓通常定義為峰值反向電壓（PIV）。其中一個(gè)點(diǎn)接觸二極管的典型反向電壓值約為 70 伏。

優(yōu)勢(shì)

鍺二極管，也稱為點(diǎn)接觸二極管，在許多方面看起來(lái)很基本，但有一些優(yōu)點(diǎn)。第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)簡(jiǎn)單。

點(diǎn)接觸二極管不需要擴(kuò)散或外延生長(zhǎng)技術(shù)，而擴(kuò)散或外延生長(zhǎng)技術(shù)通常是產(chǎn)生更傳統(tǒng)的PN結(jié)所必需的。

制造商可以很容易地分離N型鍺的部分，定位它們，并在理想的整流結(jié)處連接一根電線。這就是為什么在半導(dǎo)體技術(shù)的初期，這些二極管被廣泛使用的原因。

點(diǎn)接觸二極管的易用性是其額外的優(yōu)勢(shì)。結(jié)由于其微小的尺寸而具有極低的電容。

即使像1N914和1N916這樣的普通硅二極管只有幾皮法的值，但點(diǎn)接觸二極管的值甚至更低。這一特性使其非常適合射頻應(yīng)用。

最后但并非最不重要的一點(diǎn)是，用于制造點(diǎn)接觸二極管的鍺產(chǎn)生最小的正向壓降，這使其非常適合用作檢測(cè)器。因此，二極管需要明顯較低的電壓才能導(dǎo)通。

與需要 0.6 伏才能接通的硅二極管相比，鍺二極管的典型正向電壓幾乎不是 0.2 伏。

應(yīng)用

如果您是業(yè)余愛(ài)好者并且喜歡構(gòu)建微型無(wú)線電設(shè)備，那么您可能會(huì)在晶體組中找到點(diǎn)接觸二極管的最佳應(yīng)用。

無(wú)線電早期廣泛使用的一種最基本的無(wú)線電接收器被稱為晶體無(wú)線電接收器。它通常也被稱為水晶套裝。

這款收音機(jī)最迷人的地方在于它不需要外部電源即可運(yùn)行。它實(shí)際上使用通過(guò)其天線接收的無(wú)線電信號(hào)的功率來(lái)發(fā)出音頻信號(hào)。

它的名字來(lái)自其最重要的組件，晶體檢測(cè)器（點(diǎn)接觸二極管），最初由方鉛礦等晶體材料制成。

審核編輯：陳陳