【2020更新】二極管的發展史

2020-02-13 11:58:46 PCBA加工廠家 725

二極管是一種作為無線電接收機檢測器,在20世紀初大約同時間開發了熱電偶二極管(真空管)和固態二極管(半導體)。到20世紀50年代,由於早期點接觸型半導體二極管的穩定性較差,真空管二極管在無線電中的使用頻率更高。此外,大多數接收機具有用於放大的真空管,真空管整流器和氣體填充整流器能夠處理一些高電壓整流任務,這比當時的半導體二極管(如硒整流器)要好。如今,二極管已成為PCBA板的基礎元件。

二極管

1、真空管二極管

1873年,Frederick Guthrie發現了熱離子二極管的基本操作原理。 Guthrie發現帶正電的電鏡可以通過靠近接地的白熱金屬片來放電。同樣的情況不適用於帶負電的電鏡,表明電流隻能在一個方向進行。


托馬斯•愛迪生獨立於1880年2月13日重新發現了這一原理。當時,愛迪生正在調查為什麽他的碳絲燈泡的燈絲幾乎總是在正相連的端部燒毀。他有一個特殊的燈泡,用密封在玻璃信封中的金屬板製成。使用這種設備,他證實一個看不見的電流從發光的燈絲流過真空到金屬板,但隻有當板連接到正電源時,才會有電流流過。


愛迪生設計了一個電路,其修改後的燈泡有效地替代了直流電壓表中的電阻。愛迪生在1884年獲得了本發明的專利。由於當時這種裝置沒有明顯的實際用途,所以專利申請隻是一個預防措施,以防其他人確實發現所謂的愛迪生效應。


大約20年後,馬可尼公司和前愛迪生員工的科學顧問約翰•安布羅斯•弗萊明(John Ambrose Fleming)意識到愛迪生效應可以用作精密無線電探測器。 Fleming於1904年11月16日在英國獲得了第一個真正的熱離子二極管,即Fleming閥門

2、固態二極管

1874年,德國科學家卡爾•費迪南德•布勞恩(Karl Ferdinand Braun)發現了晶體的“單向傳導”Braun在1899年獲得了晶體整流器的專利。氧化銅和硒整流器在20世紀30年代開始被開發用於電力應用。


印度科學家Jagadish Chandra Bose是第一個在1894年使用水晶檢測到無線電波的。晶體檢測器被開發成為Greenleaf Whittier Pickard的無線電報實用設備,Greenleaf Whittier Pickard在1903年發明了一種矽晶體檢測器,並於1906年11月20日獲得了專利。其他實驗者嚐試了各種其他物質,其中最廣泛使用的是礦物方鉛礦(硫化鉛)。其他物質的性能略好,但方鉛礦使用最廣泛,因為它具有便宜且易於獲得的優點。

這些早期水晶收音機中的水晶探測器由可調節的電線接點組成,通常由金或鉑製成,因為它們具有不可或缺的性質。這種麻煩的裝置在20世紀20年代被熱離子二極管(真空管)所取代,但是在高純度半導體材料變得可用之後,在20世紀50年代,晶體檢測器又回到了主流使用行列,如廉價的固定鍺二極管。貝爾實驗室還開發了用於微波接收的鍺二極管,AT&T在其微波塔中使用這種二極管,從20世紀40年代末開始,應用於攜帶電話和網絡電視信號中。貝爾實驗室還沒有開發出令人滿意的微波接收熱電偶二極管。

3、整流器

當整流器被應用於較低功率信號進行整流時,通常會發現有較高的電流和電壓。如電源整流器(半波,全波,橋)和反激二極管。

4、世界上最小的二極管

格魯吉亞大學和內蓋夫本古裏安大學(BGU)的研究人員開發了一種由DNA分子製成的二極管。格魯吉亞大學工程學院的徐冰謙教授和他的團隊拿了一個由11個堿基對構成的單個DNA分子,並將其連接到幾納米的電子電路。當層間的珊瑚被插入到DNA層之間時,電流跳升到負值與正值的15倍之間,這就是納米二極管。



標簽:   二極管