Historia Del Diodo |Hackaday

2022-08-20 09:42:40 By : Ms. Aily wu

La historia del diodo es divertida, ya que está plagada de descubrimientos accidentales, a veces teniendo que esperar décadas para darle un uso a lo que se encontró.Dos ejemplos de eso son nuestros dos primeros temas: emisión termoiónica y diodos semiconductores.Así que vamos a sumergirnos.Nuestro primer descubrimiento accidental fue el de la emisión termoiónica, que muchos años después condujo al tubo de vacío.La emisión termoiónica consiste básicamente en calentar un metal, o un metal revestido, provocando la emisión de electrones desde su superficie.En 1873, Frederick Guthrie cargó positivamente su electroscopio y luego acercó una pieza de metal al rojo vivo a la terminal del electroscopio.El metal candente emitió electrones a la terminal, que por supuesto neutralizó la carga positiva del electroscopio, haciendo que las hojas se juntaran.Sin embargo, un electroscopio con carga negativa no puede descargarse de esta manera, ya que el metal caliente emite únicamente electrones, es decir, carga negativa.Así, la dirección del flujo de electrones era unidireccional y nació el primer diodo.Thomas Edison descubrió este efecto de forma independiente en 1880 cuando intentaba averiguar por qué los filamentos de carbono de sus bombillas a menudo se quemaban en sus extremos conectados positivamente.Al explorar el problema, creó una bombilla de vacío especial en la que tenía una pieza de metal conectada al extremo positivo del circuito y sostenida cerca del filamento.Descubrió que una corriente invisible fluía desde el filamento hasta el metal.Por esta razón, la emisión termoiónica a veces se denomina efecto Edison.Diodo termoiónico.Por Svjo [CC BY-SA 3.0], a través de Wikimedia CommonsPero no fue hasta 1904 que apareció el primer uso práctico del efecto.John Ambrose Fleming en realidad había sido consultor de Edison Electric Light Company desde 1881 hasta 1891, pero ahora trabajaba para Marconi Wireless Telegraph Company.En 1901, la empresa demostró la primera transmisión de radio a través del Atlántico, la letra "S" en forma de tres puntos en código Morse.Pero hubo tanta dificultad para diferenciar la señal recibida del ruido de fondo, que el resultado fue discutido (y todavía lo es).Esto hizo que Fleming se diera cuenta de que se necesitaba un detector más sensible que el coheredor que habían estado usando.Y así, en 1904 probó una bombilla de efecto Edison.Funcionó bien, rectificando las oscilaciones de alta frecuencia y pasando las señales a un galvanómetro.Solicitó una patente y nació la válvula Fleming, el tubo de vacío de dos elementos o diodo termoiónico, que anuncia décadas de desarrollo tecnológico en muchos tipos posteriores de tubos de vacío.Los tubos de vacío comenzaron a ser reemplazados en las fuentes de alimentación en la década de 1940 por diodos de selenio y en la década de 1960 por diodos semiconductores, pero todavía se usan en aplicaciones de alta potencia.También ha habido un resurgimiento en su uso por audiófilos y estudios de grabación.Pero eso es sólo el comienzo de nuestra historia.Bigote de gato.Por Holger.Ellgaard [CC BY-SA 3.0], a través de Wikimedia Commons Casi al mismo tiempo que Frederick Guthrie estaba descubriendo la emisión termoiónica con su electroscopio, en 1874, Karl Ferdinand Braun estaba investigando la conductividad de las sales metálicas en solución.Se dio cuenta de que algunas de las sales, como la galena (también conocida como sulfuro de plomo), se conducían cuando no estaban disueltas.Posteriormente descubrió que su resistencia variaba según la magnitud y la polaridad del voltaje y que este efecto funcionaba mejor si el electrodo era un alambre puntiagudo.Y así inventó el rectificador de contacto puntual de galena (también conocido como sulfuro de plomo).Galena es un semiconductor, por lo que este era un diodo semiconductor.Esto es lo que se conoció como detector de bigotes de gato y se utilizó en 1894 para experimentos con microondas.En 1906, GW Pickard patentó un detector de silicio, mientras que Henry Harrison Chase Dunwoody patentó el detector de carborundo.Y así comenzó el uso generalizado del bigote de gato en radios de cristal que se fabricaron por millones.Diodo de germanio.Por Morcheeba [CC BY-SA 2.5], a través de Wikimedia CommonsPero en la década de 1920, los tubos de vacío reemplazaron en gran medida el uso del detector de bigotes de gato.Sin embargo, durante la Segunda Guerra Mundial, los detectores de semiconductores de contacto puntual, tanto de silicio como de germanio, se reactivaron para los detectores de radar de microondas, ya que los detectores de tubo de vacío no podían funcionar en esas frecuencias.Después de la Segunda Guerra Mundial, los diodos de germanio que no tenían un punto de contacto que necesitara ajuste se fabricaron en grandes cantidades y demostraron ser tan sensibles como la galena.Dado que no necesitaban el ajuste que usaba el detector de bigotes de gato, comenzó la era de las radios de cristal con diodos semiconductores modernos.Un tipo de diodo que suena aterrador y de aspecto espeluznante es el rectificador de arco de mercurio.Este fue inventado en 1902 por Peter Cooper Hewitt y desarrollado en las décadas de 1920 y 1930.Estos se utilizaron hasta la década de 1970 para convertir CA de alto voltaje y CA de alta corriente en corriente continua.Consistían en un recipiente de vapor de mercurio proporcionado por una piscina de mercurio en el fondo.La piscina de mercurio también actuó como cátodo.También en el contenedor había ánodos de carbono.El mercurio emitía electrones libremente mientras que el ánodo emitía muy pocos.Se golpeó un arco en la piscina, que ionizó el vapor de mercurio entre el cátodo y el ánodo, creando el camino conductor.Las aplicaciones incluyeron carga de baterías, sistemas de iluminación de arco, carros, trenes subterráneos y galvanoplastia.Los rectificadores de arco de mercurio fueron reemplazados en la década de 1970 por tiristores.Pero dado que los tiristores tienen un contacto de puerta además del ánodo y el cátodo, no los cubriremos aquí.Los diodos de selenio son otro ejemplo de un descubrimiento temprano seguido de un uso práctico tardío.El primer diodo de selenio fue construido en 1886 por CE Fitts, pero no se hizo práctico hasta la década de 1930.Eventualmente encontró uso en radios, cargadores de baterías de alta corriente, televisores y fotocopiadoras.Estaban hechos de una placa de acero con una capa de selenio y luego una capa de cadmio-estaño entre las cuales se formaba una capa de seleniuro de cadmio.Este selenio y seleniuro de cadmio formaron una unión semiconductor-semiconductor.Podrían apilarse fácilmente de forma indefinida para soportar altos voltajes.Fueron reemplazados en la década de 1960 por rectificadores de silicio que tienen una caída de voltaje más baja.En 1961, IBM intentó desarrollar una lógica informática utilizando diodos de selenio debido a su bajo costo, pero demostraron no ser confiables y fueron reemplazados por diodos de silicio.Los diodos de óxido de cobre se inventaron casi al mismo tiempo que los diodos de selenio y tenían usos similares.En su caso, la capa de óxido de cobre sobre el cobre metálico formaba la capa semiconductora.Al igual que los diodos de selenio, se pueden apilar para soportar altos voltajes.Estos también fueron reemplazados por diodos de silicio.Quizás sea difícil encontrar quién inventó el diodo Schottky porque incluso el detector de bigotes de gato es un diodo Schottky de contacto puntual.Un diodo Schottky está formado por un metal en contacto con un semiconductor de tipo n moderadamente dopado y los bigotes de gato se ajustan a esa descripción.El diodo lleva el nombre del físico alemán Walter H. Schottky, quien ideó la física que se ocupa de la unión metal-semiconductor.¿Y por qué no terminar esta historia del diodo con un poco de historia reciente divertida?Publicado el 4 de abril de 2016 en la revista Nature Chemistry, investigadores de la Universidad de Georgia y la Universidad Ben-Gurion informaron que han fabricado un diodo a partir del ADN.Hicieron esto mediante la inserción de dos pequeñas moléculas de coralina en ubicaciones específicas en un dúplex de ADN de 11 pares de bases diseñado a medida.Cuando se aplicaron 1,1 V a través de la estructura, fluyó una corriente quince veces mayor en una dirección que en la otra, dependiendo de la polaridad.Esto puede tener un impacto en el desarrollo de dispositivos electrónicos moleculares, pero como vimos anteriormente, a veces hay un retraso antes de la aplicación práctica.Pero como también sabemos, vale la pena la espera.¿De dónde viene la palabra diodo?William Henry Eccles, un físico inglés, lo ideó en 1919 al combinar las raíces griegas di, que significa "dos", y oda, que significa "camino", aunque algunas fuentes dicen que la oda se tomó prestada de "electrodo", que fue acuñado por Michael Faraday.Hay muchos otros tipos de diodos que se pueden cubrir, pero el espacio y la dificultad para encontrar el historial de algunas demandas nos detiene aquí.Sin embargo, si conoce otros pasos interesantes en la historia del diodo, nos encantaría saber sobre ellos en los comentarios a continuación.diodos de avalancha;La luz emite diodos;fotodiodos;diodos PIN;diodos Schottky;Diodo Zener;Diodos de túnel: no ha comenzado a arañar la superficie de este componente, aunque ha tenido un buen comienzo.Bueno, el título es "Historia del diodo", por lo que no los esperaría exactamente (aunque el diodo de ADN altera eso).Se menciona el diodo Schottky, y los otros son en su mayoría solo variantes (altamente especializadas) de diodos semiconductores.Esperemos que este artículo sea el primero de una serie sobre diodos.Mis comentarios no pretendían ser una crítica.Había considerado los LED, los fotodiodos y también los fotovoltaicos, pero la lista se estaba haciendo demasiado larga y el hecho de que no se usaran estrictamente como diodos lo decidió.No pude encontrar ninguna fecha para Zeners, por lo que tampoco hicieron el corte.No había oído hablar de los diodos PIN antes.Interesante.Gracias por la lista.Hay un libro que cubre el desarrollo del radar durante la Segunda Guerra Mundial y cómo impactó todo en el mundo después.Necesitaban frecuencias cada vez más altas para obtener la definición adecuada, y aunque los tubos de transmisión se fabricaron para ese propósito, los tubos de recepción no estaban a la altura.Así que volvieron a los bigotes de gato y los usaron como mezcladores en los receptores.Pero en realidad fueron a diodos semiconductores, punto de contacto pero nada para que el usuario los ajustara.Esto parece haber sido el impulso para el diodo de germanio después de la guerra.Y eso, a su vez, puede haber doblado el catalizador para trabajar en el transistor.El concepto de un mezclador de diodos, sin amplificación por delante, se mantuvo durante mucho tiempo.Los sintonizadores de televisión UHF fueron, así, quizás hasta los años setenta.En los círculos de radioaficionados, los convertidores para 432 MHz y superiores generalmente carecían de una etapa de RF y se dirigían directamente a un mezclador de diodos.Hasta finales de los años cincuenta no había amplificación, luego apareció el amplificador paramétrico.Pero fueron los transistores los que finalmente pusieron la amplificación de rf en tales convertidores, comenzando lentamente en los años setenta.¡Ups!“John Ambrose Fleming en realidad había sido consultor para Edison Electric Light Company desde 1881 hasta 1991, pero ahora trabajaba para Marconi Wireless Telegraph Company”.110 años parece mucho tiempo incluso para un hombre de empresa.Algunos afirman que supuestamente Edison estaba tratando de 'contactar con espíritus' cuando se creó el fonógrafo, aunque más tarde afirmó que estaba bromeando...¡Inmortales entre nosotros!Gracias.Fijado.¡Smith, grupo de búsqueda de dos!Los Dufresnes no han informado de vuelta.Por favor, contrate a un corrector de estilo.Entonces, ¿qué haríamos los comentaristas?Diodos semiconductores de silicio (Si) frente a germanio (Ge): el germanio sigue siendo el mejor receptor de cristal, debido a la caída de tensión directa extremadamente baja;0.3v en lugar de 0.6v-0.7v.Los diodos de germanio populares ERAN el 1N34(A) y el 1N92.Digo 'eran', porque todavía se pueden comprar diodos de 'gemanio', con los números de pieza antiguos, de cualquier cantidad de artistas de estafa, algunos con buenos nombres.El regalo muerto: una caída de tensión directa de más de 0,3 voltios.Ten cuidado ahí fuera.No he intentado hacer una radio de cristal con un diodo Schottky, que tiene una caída de tensión directa mucho más baja que un diodo de silicio normal con corrientes más altas, por lo que no puedo comentar sobre este aspecto del diseño del receptor.Quizás otro lector pueda, sin adivinar.(El comentario original debería haber dicho: "... el germanio sigue siendo la mejor opción para...". Pero eso ya lo sabías)¡Gracias por el consejo sobre posibles diodos falsos!Siempre sospecho de un vendedor con solo buenas críticas;por lo general, parecen haber sido escritos por la misma persona.Además, desconfíe de un vendedor de 'diodos de germanio' que no DIRÁ cuál es la caída de voltaje directo a 10-100 ma (aquí no estamos hablando de diodos de alta corriente).Si eres un buen hacker, simplemente busca las especificaciones de un 1N34A o un 1N92 en DuckDuckGo (estoy cansado de usar la palabra 'G') para obtener un punto de referencia.No estás solo en eso mi amigo.Suficiente es suficiente.Uno debe considerar las consecuencias de la autonomía del usuario no permitida.Creo que "1N34" fue un código largo para "germanio de señal de centro comercial".Cada vez que veía el número, sabía lo que significaba.Pero hace diez o quince años que vi una foto de un 1N34 real, es un paquete distintivo.Aproximadamente al mismo tiempo, revisé un montón de placas viejas en busca de diodos de germanio, y encontré bastantes, persistiendo después de que el silicio se hizo cargo en general.Si observa los diodos de germanio, schottky y silicio con DMM configurado en la configuración del diodo, y cada tipo tiene un voltaje distintivo que se muestra.Compré 100 1n34a por un par de dólares en AliExpress... y cuando los compré, tenían el distintivo paquete de diodos Ge, además de tener una caída de voltaje directo de 0,3 V. Así que los diodos Ge reales todavía están disponibles, y todavía muy muy barato.:)Ahh, rectificadores de selenio.No es exactamente bueno para cualquier otro uso de diodo, es genial para convertir CA en CC, y si no fuera por la alegría de subir uno y lo difícil que parece ser encontrarlo, usaría el mío para algún proyecto de estilo antiguo.Sáquelos de la caja de piezas al menos.Eso y el hecho de que envejecen es un poco molesto, si va a envejecer y desgastarse, también puede usar tubos.Me han dicho que apestan absolutamente cuando se queman.No es tan malo como un "tripledor" de TV.Algunas personas dicen quemar ajo.Selenium es más mofeta muerta, carne podrida y un neumático en llamas en uno con un lado de cáncer.Es más que horrible cuando uno sube.Dicho esto, hay algunos dispositivos electrónicos antiguos geniales que los usan, pero como dijeron otros, un diodo moderno y ajustar el circuito para tener en cuenta la caída más baja será más confiable, más frío, más eficiente, más compacto...Podría improvisar algunos cuadrados de metal y pintarlos del color correcto (¿estaban codificados por colores? Tengo algunos y son de diferentes colores), luego perforar una casa en el medio para colocar un diodo de silicio.Tuve algunos Carfones RCA sentados durante décadas, finalmente decidí el año pasado que nunca los usaría.Así que los desnudó.Y los rectificadores de selenio están esperando la próxima recolección de desechos tóxicos.Solo ten cuidado al hacer eso.Puede sobrecargar su dispositivo si no tiene en cuenta la caída de voltaje del rectificador original, que puede ser bastante significativa.Lamentablemente, hay muchos comentarios negativos aquí, ¡pero me encantan estos artículos y están bien escritos!No les hagas caso, solo tienen sesgo inverso.Demasiados comentarios negativos tal vez...Nunca se sabe lo que encontrará... Decidí seguir mi propio consejo y buscar 'diodos de germanio 1N34A' y encontré este tesoro de información generado por una persona que ha probado TODO tipo de diodos, en una búsqueda para construir un gran aparato de radio de cristal.Échale un vistazo;este es uno de esos hallazgos REALMENTE raros–http://www.lessmiths.com/~kjsmith/crystal/dtest.shtml¡Sin duda es una página muy interesante!Sé que el tipo no tiene tiempo ilimitado, y su interés está en la radio de cristal (por lo que deduzco, no me molesté con el resto de su sitio), pero me hubiera gustado ver más curvas para algunos. de los diodos de silicio de mayor calificación: he oído que los dispositivos de mayor calificación tienen un Vf más alto... pero nunca he visto comparaciones.También me gustaría ver más curvas en los LED, particularmente rojo, verde y ámbar de alto brillo, pero también azul, IR y UV...Pero sí tiene interés en todo tipo de diodos, como lo demuestra su inclusión de datos sobre LED de 'variedad de jardín': "... Cualquiera que esté acostumbrado a trabajar con cristales de carborundum o diodos de silicio estará acostumbrado a polarizar su rectificador para obtener una buena sensibilidad .Estos LED, una vez encendidos, tienen un aumento muy pronunciado y, con una polarización adecuada, deberían funcionar bastante bien como diodos detectores.Como beneficio adicional, también obtendrá un brillo dulce…” La mejor manera de obtener datos (curvas) en diodos de alta corriente es tener la suerte de encontrar la hoja de datos antigua del fabricante y descargarla.Motorola era conocida por publicar hojas de datos llenas de información sobre componentes.(Para su información, los diodos de alta corriente generalmente alcanzaron un máximo de alrededor de 2 voltios)Ese sitio acaba de ser marcado.:)No se olvide de JC Bose, quien usó semiconductores para detectar potencia de microondas de hasta 60 GHz, ¡en 1885!https://www.cv.nrao.edu/~demerson/bose/bose.htmla) ¿Qué tipo de instrumentación se usó para verificar que la RF entrante fuera de hecho 60 GHz y no, digamos, 44,7 GHz, en 1885?b) ¿Qué tipo de instrumentación indicó que, de hecho, estaba detectando 60 GHz, en lugar de, digamos, 440 Hz, en 1885?La frecuencia se calculó en función de la geometría del aparato.Los mezcladores de diodos todavía se utilizan en transversores de microondas en el rango de 24 GHz y superior.Realmente interesante es el uso de diodos como multiplicadores para obtener RF hasta varios cientos de GHz.Las cosas se ponen interesantes cuando la longitud de onda comienza a acercarse al tamaño del diodo.Virginia Diodes es uno de los principales actores allí.Ver también: Diodo de Recuperación de Paso.He visto esquemas en los que la caída de voltaje directo se acercó a 0 V mediante el uso de suministro de voltaje y un potenciómetro.Me pregunto si tal configuración es mejor que Ge solo en la detección de señales pequeñas.Exactamente.Eso es lo que quiso decir el caballero antes mencionado cuando escribió: “…Cualquiera que esté acostumbrado a trabajar con cristales de carborundo o diodos de silicio estará acostumbrado a polarizar su rectificador para obtener una buena sensibilidad”.La polarización de cualquier diodo para anular el efecto de la "rodilla" de encendido inicial (aprox. 300 mv–Ge–y 600 mv–Si) mejorará la sensibilidad del esquema de detección.Por supuesto, una fuente de polarización es una adición a un circuito simple.La única cuestión se convierte en una de justificación.Esto me recuerda que tengo una caja de diodos de los años 60 y principios de los 70.Debería revisarlos y tal vez probar algunos.bueno, no es bueno para mí, así que... no lo necesito XDLas viejas hojas de afeitar azules de Gillette se usaban a veces para fabricar detectores.Creo que el azul era óxido de hierro.Sea amable y respetuoso para ayudar a que la sección de comentarios sea excelente.(Política de comentarios)Este sitio utiliza Akismet para reducir el spam.Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.Al utilizar nuestro sitio web y nuestros servicios, usted acepta expresamente la colocación de nuestras cookies de rendimiento, funcionalidad y publicidad.Aprende más