【2017更新】二极管的发展史

2017-07-05 16:28:40 PCBA加工厂家 247

二极管是一种作为无线电接收机检测器,在20世纪初大约同时间开发了热电偶二极管(真空管)和固态二极管(半导体)。到20世纪50年代,由于早期点接触型半导体二极管的稳定性较差,真空管二极管在无线电中的使用频率更高。此外,大多数接收机具有用于放大的真空管,真空管整流器和气体填充整流器能够处理一些高电压整流任务,这比当时的半导体二极管(如硒整流器)要好。如今,二极管已成为PCBA板的基础元件。

二极管

1、真空管二极管

1873年,Frederick Guthrie发现了热离子二极管的基本操作原理。 Guthrie发现带正电的电镜可以通过靠近接地的白热金属片来放电。同样的情况不适用于带负电的电镜,表明电流只能在一个方向进行。


托马斯•爱迪生独立于1880年2月13日重新发现了这一原理。当时,爱迪生正在调查为什么他的碳丝灯泡的灯丝几乎总是在正相连的端部烧毁。他有一个特殊的灯泡,用密封在玻璃信封中的金属板制成。使用这种设备,他证实一个看不见的电流从发光的灯丝流过真空到金属板,但只有当板连接到正电源时,才会有电流流过。


爱迪生设计了一个电路,其修改后的灯泡有效地替代了直流电压表中的电阻。爱迪生在1884年获得了本发明的专利。由于当时这种装置没有明显的实际用途,所以专利申请只是一个预防措施,以防其他人确实发现所谓的爱迪生效应。


大约20年后,马可尼公司和前爱迪生员工的科学顾问约翰•安布罗斯•弗莱明(John Ambrose Fleming)意识到爱迪生效应可以用作精密无线电探测器。 Fleming于1904年11月16日在英国获得了第一个真正的热离子二极管,即Fleming阀门

2、固态二极管

1874年,德国科学家卡尔•费迪南德•布劳恩(Karl Ferdinand Braun)发现了晶体的“单向传导”Braun在1899年获得了晶体整流器的专利。氧化铜和硒整流器在20世纪30年代开始被开发用于电力应用。


印度科学家Jagadish Chandra Bose是第一个在1894年使用水晶检测到无线电波的。晶体检测器被开发成为Greenleaf Whittier Pickard的无线电报实用设备,Greenleaf Whittier Pickard在1903年发明了一种硅晶体检测器,并于1906年11月20日获得了专利。其他实验者尝试了各种其他物质,其中最广泛使用的是矿物方铅矿(硫化铅)。其他物质的性能略好,但方铅矿使用最广泛,因为它具有便宜且易于获得的优点。

这些早期水晶收音机中的水晶探测器由可调节的电线接点组成,通常由金或铂制成,因为它们具有不可或缺的性质。这种麻烦的装置在20世纪20年代被热离子二极管(真空管)所取代,但是在高纯度半导体材料变得可用之后,在20世纪50年代,晶体检测器又回到了主流使用行列,如廉价的固定锗二极管。贝尔实验室还开发了用于微波接收的锗二极管,AT&T在其微波塔中使用这种二极管,从20世纪40年代末开始,应用于携带电话和网络电视信号中。贝尔实验室还没有开发出令人满意的微波接收热电偶二极管。

3、整流器

当整流器被应用于较低功率信号进行整流时,通常会发现有较高的电流和电压。如电源整流器(半波,全波,桥)和反激二极管。

4、世界上最小的二极管

格鲁吉亚大学和内盖夫本古里安大学(BGU)的研究人员开发了一种由DNA分子制成的二极管。格鲁吉亚大学工程学院的徐冰谦教授和他的团队拿了一个由11个碱基对构成的单个DNA分子,并将其连接到几纳米的电子电路。当层间的珊瑚被插入到DNA层之间时,电流跳升到负值与正值的15倍之间,这就是纳米二极管。



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