L'archéologie du semi-conducteur ou un hommage à un prédécesseur inconnu. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
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Au début de l'ère de la radio, les auditeurs recevaient des transmissions sur des récepteurs détecteurs. Ces récepteurs contenaient une antenne, un tuner, un détecteur et un casque (Fig. 1).
Riz. 1. Récepteur détecteur classique
Le détecteur était un cristal galénique anisotrope (sulfure de plomb) fixé dans une petite coupelle. Un ou plusieurs fils métalliques ("moustaches de chat") étaient connectés au cristal. Ces fils étaient en or, en laiton, en cuivre ou en acier. Un tel détecteur permettait au courant électrique de mieux circuler dans un sens que dans l'autre, ce qui permettait de redresser les signaux haute fréquence et d'en extraire la parole ou la musique. Ce phénomène a été appelé "conduction à sens unique".
Cette découverte des propriétés de rectification dans certains cristaux a été faite par F. Brown en 1874.
L'application pratique de cette découverte a été trouvée par Greenleaf Witter Picard (1877 - 1956)
En 1938, la nature de ces processus n'était pas encore claire. il n'y avait pas assez de connaissances dans le domaine de la physique moléculaire et de la chimie de l'état solide. On croyait qu'il y avait une sorte d'action thermique, ou c'était un phénomène électrique. En 1920-1922, de nombreuses recherches ont été menées en Russie et aux États-Unis. Mais l'évolution de l'électronique radio a été déterminée par le développement rapide des tubes à vide. Ainsi, à cause de cela, les résultats et les connaissances des premiers jours ont été presque oubliés.
Ce n'est qu'en 1945 que de véritables recherches ont commencé, produisant des résultats qui ont été les précurseurs des semi-conducteurs d'aujourd'hui. Parmi cela :
Invention du transistor ponctuel par les scientifiques Bardeen, Brattain et Shockley (Prix Nobel 1926.)
La découverte de l'effet tunnel par le scientifique japonais L. Esaki (Prix Nobel en 1973.)
Nous allons essayer de créer une liste des matériaux utilisés dans les années 1920-1938. (Cette description ne prétend pas être exhaustive.)
DÉTECTEURS :
Trois sortes :
- Contact entre le cristal et la pointe.
- Un contact (ou une connexion) entre deux cristaux identiques.
- Un contact (ou une connexion) entre deux cristaux différents.
De nombreux cristaux ont été testés :
- Bornite
- Carborundum (combinaison carbone-silicium)
- Cassitérite
- Cérusite
- Chalcopyrite
- Galène
- Ghané
- Graphite
- Hessit
- Hématite
- Hertzite
- Malachite
- Molybdénite
- Pyrite
- Silicium
- Sulfure de bismuth
- Tellure
- Ulmanit
- Zincite...
Combinaisons les plus populaires :
Contacts:
- Galène - Cuivre (laiton, argent)
- Molybdénite - Argent
- Pyrite de fer - Or
- Carborundum - acier
- Cuivre - Silicium
- Zincite - Acier
Et transitions :
- Chalcopyrite - Zincite (connue sous le nom de Pericone)
Aujourd'hui, nous appelons ces dispositifs DIODES.
Les caractéristiques électriques et mécaniques de ces diodes dépendent de la pression de contact (ou de jonction) et de la tension de polarisation.
Un exemple de caractéristiques préhistoriques est illustré à la figure 2.
Riz. 2 : I Contact Perikon (Zincite-Chalcopyrite) ; II Contact Carborundum-Acier ; III Contact Zincite-Acier
La zincite était obtenue à partir d'oxyde de zinc naturel (ZnO) en le chauffant dans un arc électrique en présence de peroxyde ou de dioxyde de manganèse.
À notre avis, le contact entre la zincite et l'acier (et parfois le carbone) est le plus intéressant. Mais les anciennes caractéristiques de la Fig. 2 ne montrent pas l'aspect le plus excitant.
En 1923, Oleg Losev (1903-1942) réussit à créer un générateur haute fréquence utilisant un tel détecteur. Mais le détecteur était polarisé. Cela signifie qu'il existe une zone de résistance négative sur la courbe caractéristique de la diode. Et cela rappelle la diode tunnel, inventée un demi-siècle plus tard.
La figure 3 montre les caractéristiques des diodes conventionnelles et tunnel, où cette zone est visible.
Riz. 3. Diode tunnel
La courbe verte a une zone de résistance négative entre 200 et 300 mV.
Des prédécesseurs inconnus ont profité de cette découverte et ont pu créer à l'avance des dispositifs à semi-conducteurs. Les voici :
- hétérodynes
- récepteurs régénératifs
- modulateurs basse fréquence
- autodynes
- ULF
- UHF (8...12 MHz)
- émetteurs-récepteurs...
Ces programmes faisaient partie de la soi-disant CRISTADINE système (parfois appelé "KRISTADIN"). Mais à cette époque, tout cela était ignoré et oublié en raison du développement rapide de la technologie des lampes.
Les figures 4 à 7 montrent quatre schémas originaux du système "Crystadyne". Ils ont été imprimés avant 1938.
Riz. 4. Hétérodyne avec Zincite
Riz. 5. Récepteur Cristadyne
Riz. 6. Oscillateur local avec zincite pour ondes courtes
Riz. 7. Modulateur de zincite - "ticker" basse fréquence
Auteur : Allen Renée
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