مثير للإعجاب

نفق ديود: Easki ميكروويف دايود

نفق ديود: Easki ميكروويف دايود


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

الصمام الثنائي النفقي هو نوع من الصمام الثنائي لأشباه الموصلات الميكروويف والذي يمكن استخدامه في المذبذبات ومكبرات الصوت أيضًا.

بدلاً من استخدام الفيزياء القياسية لتقاطع PN العادي ، يستخدم الصمام الثنائي النفق تأثيرًا ميكانيكيًا كميًا يسمى النفق - والذي اكتسب اسمه منه.

يمنح تأثير النفق منطقة مقاومة سلبية للديود النفقي ، وهذا يتيح استخدامه كمذبذب وأيضًا في تطبيقات المضخم المسبق عند الترددات في منطقة الميكروويف.

على الرغم من عدم استخدام الثنائيات النفقية على نطاق واسع اليوم ، إلا أنه لا يزال من الممكن استخدامها في عدد كبير من تطبيقات الترددات اللاسلكية. لقد تم استخدامها في مذبذبات الطرف الأمامي لمستقبل التلفزيون ودوائر إطلاق راسم الذبذبات ، وما إلى ذلك ، وقد ثبت أنها تتمتع بعمر طويل جدًا ويمكن أن توفر مستوى عالٍ جدًا من الأداء عند استخدامها كمضخم مسبق للتردد اللاسلكي.

ومع ذلك ، فإن تطبيقات الصمام الثنائي النفقي اليوم أقل انتشارًا لأن ثلاثة أجهزة طرفية يمكن أن تقدم غالبًا مستويات أداء أفضل في العديد من المجالات.

اكتشاف نفق الصمام الثنائي

تم اكتشاف الصمام الثنائي النفق في عام 1958 من قبل دكتوراه يابانية. طالب باحث اسمه Esaki في عام 1958. كجزء من الدكتوراه. كان يبحث في خصائص وأداء تقاطعات الجرمانيوم المشبعة بشدة لاستخدامها في الترانزستورات ثنائية القطب عالية السرعة.

أنتج Esaki بعض التقاطعات شديدة التشويش للترانزستورات ثنائية القطب عالية السرعة. عندما كان يختبر ويستخدم هذه الأجهزة ، وجد أنها تنتج تذبذبًا عند ترددات الميكروويف نتيجة لتأثير النفق.

حصل إيساكي على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1973 عن عمله على الصمام الثنائي للنفق.

بعد عمل Esaki ، أظهر باحثون آخرون أن المواد الأخرى أظهرت أيضًا تأثير النفق. أظهر Holonyak و Lesk جهاز Gallium Arsenide في عام 1960 ، وأظهر آخرون قصدير إنديوم ، ثم في عام 1962 ظهر التأثير في مواد بما في ذلك زرنيخيد الإنديوم ، وفوسفيد الإنديوم وأيضًا السيليكون.

رمز دائرة الصمام الثنائي النفق

يعتمد رمز النفق الثنائي المستخدم في مخططات الدوائر على رمز الصمام الثنائي الأساسي المستخدم. للتمييز بين رمز الصمام الثنائي للنفق من رمز الصمام الثنائي القياسي ، تمت إضافة ذيول إضافية لقسم شريط رمز الدائرة.

المميزات والعيوب

لم يتم استخدام الصمام الثنائي النفق على نطاق واسع هذه الأيام كما كان الشوفان مرة واحدة. مع تحسن أداء الأشكال الأخرى لتكنولوجيا أشباه الموصلات ، أصبحت غالبًا الخيار المفضل. ومع ذلك ، لا يزال الأمر يستحق النظر إلى الصمام الثنائي النفقي ، مع الأخذ في الاعتبار مزاياه وعيوبه لاكتشاف ما إذا كان خيارًا قابلاً للتطبيق.

مزايا

  • سرعة عالية جدا: تعني السرعة العالية للتشغيل أنه يمكن استخدام الصمام الثنائي النفقي لتطبيقات الترددات اللاسلكية بالموجات الدقيقة.
  • طول العمر: تم إجراء دراسات على الصمام الثنائي النفقي وتبين أن أدائه يظل مستقرًا على مدى فترات زمنية طويلة ، حيث قد تكون أجهزة أشباه الموصلات الأخرى قد تدهورت.

سلبيات

  • قابلية اعادة الأنتاج: لم يكن من الممكن جعل الصمام الثنائي النفق بأداء قابل للتكرار إلى المستويات المطلوبة غالبًا.
  • انخفاض نسبة الذروة إلى الوادي الحالي: منطقة المقاومة السلبية والذروة إلى تيار الوادي ليست عالية كما هو مطلوب غالبًا لإنتاج مستويات الأداء التي يمكن تحقيقها مع الأجهزة الأخرى.

كان أحد الأسباب الرئيسية للنجاح المبكر للديود النفقي هو سرعته العالية في التشغيل والترددات العالية التي يمكنه التعامل معها. نتج هذا عن حقيقة أنه بينما يتم إبطاء العديد من الأجهزة الأخرى بسبب وجود ناقلات أقلية ، فإن الصمام الثنائي النفق يستخدم فقط ناقلات الأغلبية ، أي الثقوب في مادة من النوع n والإلكترونات في مادة من النوع p. تعمل ناقلات الأقلية على إبطاء تشغيل الجهاز ونتيجة لذلك تكون سرعتها أبطأ. كما أن تأثير النفق بطبيعته سريع جدًا.

نادرًا ما يتم استخدام الصمام الثنائي النفقي هذه الأيام وهذا ناتج عن عيوبه. أولاً ، لديهم تيار نفق منخفض فقط وهذا يعني أنهم أجهزة منخفضة الطاقة. في حين أن هذا قد يكون مقبولًا لمضخمات الضوضاء المنخفضة ، إلا أنه يمثل عيبًا كبيرًا عندما يتم مقاضاتها في المذبذبات حيث يلزم مزيد من التضخيم ولا يمكن القيام بذلك إلا من خلال الأجهزة التي لديها قدرة طاقة أعلى ، أي ليس الثنائيات النفقية. العيب الثالث هو أنها مشاكل في إعادة إنتاج الأجهزة مما يؤدي إلى عوائد منخفضة وبالتالي ارتفاع تكاليف الإنتاج.

التطبيقات

على الرغم من أن الصمام الثنائي النفقي بدا واعدًا منذ بضع سنوات ، إلا أنه سرعان ما تم استبداله بأجهزة أشباه الموصلات الأخرى مثل صمامات IMPATT لتطبيقات المذبذب و FETs عند استخدامه كمكبر للصوت. ومع ذلك ، فإن الصمام الثنائي النفقي هو جهاز مفيد لبعض التطبيقات.

إحدى المناطق التي يمكن استخدام الصمام الثنائي النفق فيها بشكل مفيد هي المعدات العسكرية وغيرها من المعدات التي قد تخضع لمجالات مغناطيسية ودرجة حرارة عالية ونشاط إشعاعي. يعتبر الصمام الثنائي النفق أكثر مقاومة لتأثيرات هذه البيئات ، وبالتالي يمكن استخدامه بشكل مفيد.

من المزايا الأخرى للديود النفقي الذي بدأ اكتشافه هو طول العمر والموثوقية. بمجرد تصنيعه ، يظل أداؤه مستقرًا على مدى فترات طويلة من الوقت على الرغم من استخدامه حيث قد تتدهور أو تفشل الأجهزة الأخرى.


شاهد الفيديو: كيف تفحص محول المكروويف 2500 فولت وتتجنب الصعق (قد 2022).