stringtranslate.com

Кристаллический детектор

Детектор кошачьих усов Galena, используемый в первых кристаллических радиоприемниках
Прецизионный кристаллический детектор с кристаллом железного пирита , использовавшийся в коммерческих радиостанциях, 1914 год. Кристалл находится внутри металлической капсулы под вертикальной иглой (справа) . Листовые пружины и винт с накатанной головкой позволяют точно регулировать давление иглы на кристалл.

Кристаллический детектор — это устаревший электронный компонент , используемый в некоторых радиоприемниках начала 20-го века , который состоит из куска кристаллического минерала , который выпрямляет радиосигнал переменного тока . [1] Он использовался в качестве детектора ( демодулятора ) для извлечения сигнала аудиомодуляции из модулированной несущей для воспроизведения звука в наушниках. [2] Это был первый тип полупроводникового диода , [3] и одно из первых полупроводниковых электронных устройств . [4] Наиболее распространенным типом был так называемый детектор «кошачьих усов» , который состоял из куска кристаллического минерала, обычно галенита ( сульфида свинца ), с тонкой проволокой, касающейся его поверхности. [1] [4] [5]

«Асимметричная проводимость» электрического тока через электрические контакты между кристаллом и металлом была открыта в 1874 году Карлом Фердинандом Брауном . [6] Кристаллы были впервые использованы в качестве детекторов радиоволн в 1894 году Джагадишем Чандрой Бозе в его микроволновых экспериментах. [7] [8] Бозе впервые запатентовал кристаллический детектор в 1901 году. [9] Кристаллический детектор был разработан в качестве практического радиокомпонента главным образом Г. В. Пикардом , [4] [10] [11] , который открыл кристаллическое выпрямление в 1902 году и обнаружил сотни кристаллических веществ, которые можно было бы использовать для создания выпрямляющих переходов. [2] [12] Физические принципы, по которым они работали, не были понятны в то время, когда они использовались, [13] но последующие исследования этих примитивных точечных контактных полупроводниковых переходов в 1930-х и 1940-х годах привели к развитию современной полупроводниковой электроники . [1] [4] [14] [15]

Радиоприемники без усиления , в которых использовались кристаллические детекторы, называются кристаллическими радиоприемниками . [16] Кристаллическое радио было первым типом радиоприемника, который использовался широкой публикой, [14] и стал наиболее широко используемым типом радио до 1920-х годов. [17] Он устарел с разработкой ламповых приемников примерно в 1920 году, [1] [14], но продолжал использоваться до Второй мировой войны и остается распространенным образовательным проектом сегодня благодаря своей простой конструкции.

Операция

Схема, показывающая, как работает кристаллический детектор

Контакт между двумя разнородными материалами на поверхности полупроводникового кристалла детектора образует грубый полупроводниковый диод , который действует как выпрямитель , хорошо проводя электрический ток только в одном направлении и сопротивляясь току, протекающему в другом направлении. [2] В кристаллическом радиоприемнике он был включен между настроенной цепью , по которой пропускался колебательный ток, индуцированный в антенне от нужной радиостанции, и наушником. Его функция заключалась в том, чтобы действовать как демодулятор , выпрямляя радиосигнал, преобразуя его из переменного тока в пульсирующий постоянный ток , выделяя звуковой сигнал ( модуляцию ) из несущей радиочастотной волны . [2] [4] AM-демодулятор, который работает таким образом, выпрямляя модулированную несущую, называется детектором огибающей. Ток звуковой частоты , создаваемый детектором, проходит через наушники , вызывая вибрацию диафрагмы наушников , толкая воздух и создавая звуковые волны .

(A) На этом графике показан амплитудно-модулированный радиосигнал от настроенной схемы приемника, который подается в виде напряжения на контакты детектора. Быстрые колебания представляют собой несущую радиочастотную волну . Звуковой сигнал (звук) содержится в медленных изменениях ( модуляции ) размера волн. Если бы этот сигнал был подан непосредственно на наушник, его нельзя было бы преобразовать в звук, поскольку отклонения звука одинаковы по обе стороны от оси и в среднем равны нулю, что не привело бы к отсутствию чистого движения диафрагмы наушника.
(B) На этом графике показан ток через кварцевый детектор, который подается на наушники и байпасный конденсатор. Кристалл проводит ток только в одном направлении, отсекая колебания на одной стороне сигнала, оставляя пульсирующий постоянный ток, амплитуда которого в среднем не равна нулю, а меняется в зависимости от аудиосигнала.
(C) На этом графике показан ток, проходящий через наушники. Развязывающий конденсатор на разъемах наушников в сочетании с собственным прямым сопротивлением диода создает фильтр нижних частот , который сглаживает форму сигнала, удаляя импульсы несущей радиочастоты и оставляя аудиосигнал. Когда этот переменный ток проходит через пьезоэлектрический кристалл наушника, он заставляет кристалл деформироваться (изгибаться), отклоняя диафрагму наушника; Различные отклонения диафрагмы заставляют ее вибрировать и производить звуковые волны (акустические волны). Если вместо этого используются наушники типа звуковой катушки, переменный ток из фильтра нижних частот течет через звуковую катушку, создавая переменное магнитное поле, которое тянет и толкает диафрагму наушника, снова заставляя ее вибрировать и производить звук.

В кристаллических радиоприемниках не было усилительных компонентов для увеличения громкости радиосигнала; звуковая мощность, производимая наушником, исходила исключительно от радиоволн принимаемой радиостанции, перехватываемых антенной. Таким образом, чувствительность детектора была основным фактором, определяющим чувствительность и дальность приема приемника, что стимулировало множество исследований по поиску чувствительных детекторов.

Помимо основного использования в кристаллических радиоприемниках, кристаллические детекторы также использовались в качестве детекторов радиоволн в научных экспериментах, в которых выходной постоянный ток детектора регистрировался чувствительным гальванометром , а также в испытательных приборах, таких как волномеры, используемые для калибровки частота радиопередатчиков . [18]

Типы

Кристаллический детектор представлял собой электрический контакт между поверхностью полупроводникового кристаллического минерала и металлом или другим кристаллом. [2] [4] Поскольку на момент их разработки никто не знал, как они работают, кристаллические детекторы развивались методом проб и ошибок. Конструкция детектора зависела от типа используемого кристалла, поскольку было обнаружено, что разные минералы различаются по площади контакта и давлению на поверхность кристалла, необходимому для создания чувствительного выпрямляющего контакта. [2] [19] Кристаллы, требующие легкого давления, такие как галенит, использовались с проволочным контактом «кошачий ус»; кремний использовался с более тяжелым точечным контактом, тогда как карбид кремния ( карборунд ) выдерживал самое сильное давление. [2] [19] [20] В другом типе использовались два кристалла разных минералов, соприкасающиеся поверхностями, наиболее распространенным из которых является детектор «Перикон». Поскольку детектор работал только тогда, когда контакт осуществлялся в определенных точках поверхности кристалла, точку контакта почти всегда делали регулируемой. Ниже приведены основные категории кристаллических детекторов, использовавшихся в начале 20 века:

Детектор кошачьих усов

Запатентованный Карлом Фердинандом Брауном и Гринлифом Уиттиером Пикардом [5] в 1906 году, это был наиболее распространенный тип кристаллического детектора, в основном используемый с галенитом [21] [22] , а также с другими кристаллами. Он представлял собой кусок кристаллического минерала размером с горошину в металлическом держателе, к поверхности которого прикасалась тонкая металлическая проволока или игла («кошачий ус»). [2] [4] [20] [23] Контакт между кончиком провода и поверхностью кристалла образовывал грубый нестабильный точечный контакт металл-полупроводник , образуя диод с барьером Шоттки . [4] [24] Проволочный ус является анодом , а кристалл — катодом ; ток может течь из проволоки в кристалл, но не в другом направлении.

Только определенные участки на поверхности кристалла выполняли функцию выпрямляющих переходов. [4] [19] Устройство было очень чувствительно к точной геометрии и давлению контакта между проволокой и кристаллом, и контакт мог быть нарушен малейшей вибрацией. [4] [6] [13] Поэтому перед каждым использованием приходилось находить подходящую точку контакта методом проб и ошибок. [4] Проволока подвешивалась к подвижному рычагу и тянулась пользователем по поверхности кристалла до тех пор, пока устройство не начало функционировать. [19] В кристаллическом радиоприемнике пользователь, если возможно, настраивал радио на местную станцию ​​с сильным сигналом, а затем настраивал кошачьи усы до тех пор, пока в наушниках радио не раздавался шум радиостанции или радио (статический шипящий шум). [25] Это требовало некоторых навыков и большого терпения. [6] Альтернативный метод регулировки заключался в использовании электромеханического зуммера с батарейным питанием , подключенного к заземляющему проводу радиостанции или индуктивно связанного с катушкой настройки, для генерации тестового сигнала. [25] [26] Искра, создаваемая контактами зуммера, действовала как слабый радиопередатчик , радиоволны которого могли быть приняты детектором, поэтому, когда на кристалле было обнаружено выпрямляющее пятно, гул можно было услышать в наушниках, при в какое время зуммер был выключен.

Детектор состоял из двух частей, установленных рядом друг с другом на плоском непроводящем основании: кристаллического минерала , образующего полупроводниковую сторону перехода, и «кошачьего уса», пружинистого куска тонкой металлической проволоки, образующего металлическую сторону перехода.

Карборундовый детектор

Изобретенный в 1906 году Генри Данвуди [31] [32] , он состоял из куска карбида кремния (SiC, тогда известного под торговым названием «карборунд» ), зажатого между двумя плоскими металлическими контактами, [4] [19] [23] ] или установленный из легкоплавкого сплава в металлической чашке с контактом, состоящим из наконечника из закаленной стали, плотно прижатого к нему пружиной. [33] Карборунд, искусственный продукт электрических печей, произведенный в 1893 году, требовал более сильного давления, чем контакт с кошачьими усами. [2] [4] [19] [33] Карборундовый детектор был популярен [21] [33] потому, что его прочный контакт не требовал повторной настройки каждый раз при использовании, как деликатные устройства с кошачьими усами. [2] [19] [23] Некоторые карборундовые детекторы настраивались на заводе, а затем герметизировались и не требовали настройки пользователем. [2] Он не был чувствителен к вибрации и поэтому использовался на корабельных беспроводных станциях, где корабль раскачивал волны, а также на военных станциях, где можно было ожидать вибрации от артиллерийского огня. [4] [19] Еще одним преимуществом было то, что он был устойчив к сильным токам и не мог «сгореть» атмосферным электричеством от антенны. [2] Таким образом, это был наиболее распространенный тип, используемый на коммерческих радиотелеграфных станциях. [33]

Карбид кремния представляет собой полупроводник с широкой запрещенной зоной 3 эВ, поэтому, чтобы сделать детектор более чувствительным, к переходу обычно прикладывалось напряжение прямого смещения в несколько вольт с помощью батареи и потенциометра . [19] [23] [33] [32] Напряжение регулировали потенциометром до тех пор, пока звук в наушниках не стал самым громким. Смещение переместило рабочую точку к изогнутому «колену» кривой ток-напряжение устройства , что дало наибольший выпрямленный ток. [19]

Кремниевый детектор

Запатентованный и впервые изготовленный Пикардом в 1906 году, [10] [32] это был первый тип кристаллического детектора, выпускавшийся на коммерческой основе. [11] Кремний требовал большего давления, чем контакт с кошачьими усами, хотя и не такой сильный, как карборунд. [19] Плоский кусок кремния помещался в легкоплавкий сплав в металлическую чашку, а металлическое острие, обычно латунное или золотое , прижималось к нему пружиной. [23] [34] Поверхность кремния обычно шлифовалась и полировалась. Кремний также использовался с контактами из сурьмы [19] и мышьяка [27] . Кремниевый детектор был популярен, поскольку имел почти те же преимущества, что и карборунд; его прочный контакт не мог быть нарушен вибрацией, и он не требовал батареи смещения, поэтому он нашел широкое применение на коммерческих и военных радиотелеграфных станциях. [19]

Детекторы кристалл-к-кристаллу

(слева) Цинкит-халькопиритовый детектор «Перикон», ок.  1912 г. , изготовлен фирмой Пикарда Wireless Specialty Apparatus Co. (справа) Другая форма контактного детектора кристалл-к-кристалл, выполненная в виде герметичного подключаемого блока, ок.  1919 год

Другая категория - это детекторы, в которых использовались два разных кристалла, соприкасающиеся поверхностями, образующие контакт кристалл-к-кристаллу. [4] [23] Детектор «Перикон», изобретенный в 1908 году Пикардом [35], был наиболее распространенным. Перикон расшифровывался как « PER fect p I c K ard c ON tact». [4] Он состоял из двух кристаллов в металлических держателях, установленных лицом к лицу. Один кристалл представлял собой цинкит ( оксид цинка , ZnO), другой — сульфид меди и железа, либо борнит (Cu 5 FeS 4 ), либо халькопирит (CuFeS 2 ). [19] [23] В коммерческом детекторе Пикарда (см. рисунок) множественные кристаллы цинкита были закреплены в легкоплавком сплаве в круглой чашке (справа) , а кристалл халькопирита был установлен в чашке на регулируемом кронштейне, обращенном к ней (на левый) . Кристалл халькопирита продвигали вперед до тех пор, пока он не коснулся поверхности одного из кристаллов цинкита. Когда было обнаружено чувствительное место, рычаг фиксировали на месте с помощью установочного винта. Было предоставлено несколько кусочков цинкита, потому что хрупкий кристалл цинкита мог быть поврежден чрезмерными токами и имел тенденцию «сгорать» из-за атмосферного электричества от проволочной антенны или токов, просачивающихся в приемник от мощных искровых передатчиков, использовавшихся в то время. Этот детектор также иногда использовался с небольшим напряжением прямого смещения около 0,2 В от батареи, чтобы сделать его более чувствительным. [19] [33]

Хотя цинкит-халькопирит «Перикон» был наиболее широко используемым детектором кристалл-кристалл, использовались и другие пары кристаллов. Цинкит использовался с углеродом, галенитом и теллуром . Кремний использовался с кристаллами мышьяка , [27] сурьмы [19] и теллура .

История

Графический символ, используемый для твердотельных диодов, возник как рисунок кристаллического детектора с точечным контактом. [36] [37]

В течение первых трех десятилетий радио, с 1888 по 1918 год, названных эрой беспроводного телеграфирования или «искры», использовались примитивные радиопередатчики , называемые передатчиками с искровым разрядником , которые генерировали радиоволны с помощью электрической искры . [16] [38] Эти передатчики не могли генерировать непрерывные синусоидальные волны , которые используются для передачи звука (звука) в современных радиопередачах AM или FM. [39] Вместо этого передатчики с искровым разрядником передавали информацию по беспроводной телеграфии ; пользователь быстро включал и выключал передатчик, нажимая на телеграфный ключ , создавая импульсы радиоволн, которые записывали текстовые сообщения азбукой Морзе . Поэтому радиоприемникам той эпохи не нужно было демодулировать радиоволну, извлекать из нее звуковой сигнал , как это делают современные приемники, им нужно было просто обнаруживать наличие или отсутствие радиоволн, чтобы издавать звук в наушниках при радиоволна присутствовала для обозначения «точек» и «тире» азбуки Морзе. [1] Устройство, которое это делало, называлось детектором . Кристаллический детектор был самым успешным из многих детекторных устройств, изобретенных в то время.

Кристаллический детектор произошел от более раннего устройства, [40] первого примитивного детектора радиоволн, названного когерером , разработанного в 1890 году Эдуардом Бранли и использованного в первых радиоприемниках в 1894–96 годах Маркони и Оливером Лоджем . [4] [38] Созданный во многих формах, когерер состоял из электрического контакта с высоким сопротивлением, состоящего из проводников, соприкасающихся с тонкой резистивной поверхностной пленкой, обычно оксидной, между ними. [38] Радиоволны изменили сопротивление контакта, заставив его проводить постоянный ток. Наиболее распространенная форма представляла собой стеклянную трубку с электродами на каждом конце, содержащую металлические опилки, контактирующие с электродами. [1] [4] До того, как была применена радиоволна, это устройство имело высокое электрическое сопротивление , в мегаомном диапазоне. Когда радиоволна от антенны подавалась на электроды, опилки «слипались» или слипались вместе, а сопротивление когерера падало, в результате чего через него проходил постоянный ток от батареи, который звонил в колокольчик или оставлял отметку на бумажная лента, изображающая «точки» и «тире» азбуки Морзе. Большинство когереров приходилось механически отключать между каждым импульсом радиоволн, чтобы вернуть их в непроводящее состояние. [16] [38]

Когерер был очень плохим детектором, что побудило провести множество исследований по поиску более совершенных детекторов. [4] Он работал за счет сложных поверхностных эффектов тонкой пленки, поэтому ученые того времени не понимали, как это работает, за исключением смутного представления о том, что обнаружение радиоволн зависит от какого-то загадочного свойства «несовершенных» электрических контактов. [4] Исследователи, исследующие влияние радиоволн на различные типы «несовершенных» контактов с целью разработки лучших когереров, изобрели кристаллические детекторы. [40]

Эксперименты Брауна

«Односторонняя проводимость» кристаллов была открыта Карлом Фердинандом Брауном , немецким физиком, в 1874 году в Вюрцбургском университете . [7] [41] Он изучал медный пирит (Cu 5 FeS 4 ), железный пирит (сульфид железа, FeS 2 ), галенит (PbS) и сульфид меди-сурьмы (Cu 3 SbS 4 ). [42] Это было до того, как были открыты радиоволны, и Браун не применял эти устройства на практике, но интересовался нелинейной вольт-амперной характеристикой , которую демонстрировали эти сульфиды. Построив график зависимости тока от напряжения на контакте куска минерала, к которому прикоснулся проволочный кошачий ус, он обнаружил, что в результате получается линия, которая была плоской для тока в одном направлении, но изогнута вверх для тока в другом направлении. прямой линии, показывающей, что эти вещества не подчиняются закону Ома . Из-за этой характеристики некоторые кристаллы имели вдвое большее сопротивление току в одном направлении, чем току в другом. В 1877 и 1878 годах он сообщил о дальнейших экспериментах с псиломеланом ( Ba,H
2О)
2Мин.
5О
10. Браун провел исследования, которые исключили несколько возможных причин асимметричной проводимости, таких как электролитическое действие и некоторые типы термоэлектрических эффектов. [42]

Спустя тридцать лет после этих открытий, после экспериментов Бозе, Браун начал экспериментировать со своими кристаллическими контактами в качестве детекторов радиоволн. В 1906 году он получил в Германии патент на детектор галенитовых кошачьих усов, но слишком поздно получил патенты в других странах.

Эксперименты Бозе

Джагадиш Чандра Бозе использовал кристаллы для обнаружения радиоволн в Калькуттском университете в своих экспериментах по микроволновой оптике на частоте 60 ГГц с 1894 по 1900 год. [43] [44] Как и другие ученые после Герца, Бозе исследовал сходство между радиоволнами и светом путем дублирования классические оптические эксперименты с радиоволнами. [45] В качестве приемника он сначала использовал когерер , состоящий из стальной пружины, прижимающейся к металлической поверхности, через которую проходит ток. Неудовлетворенный этим детектором, около 1897 года Бозе измерил изменение удельного сопротивления десятков металлов и металлических соединений под воздействием микроволн. [44] [46] Он экспериментировал со многими веществами в качестве контактных детекторов, уделяя особое внимание галениту .

Его детекторы состояли из небольшого кристалла галенита с металлическим точечным контактом, прижатого к нему винтом с накатанной головкой, установленного внутри закрытого волновода , заканчивающегося рупорной антенной для сбора микроволн. [44] Бозе пропускал ток от батареи через кристалл и использовал гальванометр для его измерения. Когда микроволны попадали на кристалл, гальванометр регистрировал падение сопротивления детектора. В то время ученые думали, что детекторы радиоволн функционируют по какому-то механизму, аналогичному тому, как глаз обнаруживает свет, и Бозе обнаружил, что его детектор также чувствителен к видимому свету и ультрафиолету, что побудило его назвать его искусственной сетчаткой . Он запатентовал детектор 30 сентября 1901 года. [7] [9] Это часто считают первым патентом на полупроводниковое устройство.

Пикард: первые коммерческие детекторы

Когерерный детектор «Микрофон» 1909 года, аналогичный обнаруженному Пикардом выпрямлению, широко использовался в первых приемниках. Он состоит из стальной иглы, опирающейся на два карбоновых блока. Причиной исправления мог быть полупроводниковый слой коррозии на стали.

Гринлиф Уиттьер Пикард , возможно, был человеком, ответственным за превращение кристаллического детектора в практичное устройство. Пикард, инженер компании American Wireless Telephone and Telegraph Co., изобрел выпрямляющий контактный детектор, [47] [48] обнаружив выпрямление радиоволн в 1902 году, экспериментируя с когерерным детектором, состоящим из стальной иглы, опирающейся на два угольных блока. [11] [12] [48] 29 мая 1902 года он работал на этом устройстве, слушая радиотелеграфную станцию. Для работы когерера требовался внешний источник тока, поэтому он подключил когерер и телефонный наушник последовательно с трехэлементной батареей , чтобы обеспечить питание для работы наушников. Раздраженный фоновым шумом «жарки», вызванным током, проходящим через углерод, он потянулся, чтобы отключить два элемента батареи от цепи, чтобы уменьшить ток [11] [12]

Жарка прекратилась, и сигналы, хотя и значительно ослабли, стали существенно четче благодаря освобождению от фонового микрофонного шума. Взглянув на свою схему, я, к своему великому удивлению, обнаружил, что вместо того, чтобы вырезать две ячейки, я вырезал все три; таким образом, телефонная диафрагма работала исключительно за счет энергии сигналов приемника. Контактный детектор, работающий без местной батареи, настолько противоречил всему моему предыдущему опыту, что... я сразу решил тщательно исследовать это явление. [11] [12]

Генерация аудиосигнала без батареи смещения постоянного тока заставила Пикарда понять, что устройство действует как выпрямитель. В течение следующих четырех лет Пикард провел исчерпывающие поиски, чтобы выяснить, какие вещества образуют наиболее чувствительные детекторные контакты, в конечном итоге протестировав тысячи минералов [7] и обнаружил около 250 кристаллов-ректификаторов. [4] [11] [12] В 1906 году он получил образец плавленого кремния , искусственного продукта, недавно синтезированного в электрических печах, и он превзошел все другие вещества. [11] [12] Он запатентовал кремниевый детектор 30 августа 1906 года. [7] [10] В 1907 году он основал компанию по производству своих детекторов Wireless Specialty Products Co., и кремниевый детектор стал первым кристаллическим детектором, который был продан. коммерчески. [11] Пикард продолжал создавать другие детекторы, используя открытые им кристаллы; наиболее популярными из них были детектор «Пирон» на железном пирите и детектор кристалл -к - кристалл цинкита- халькопирита «Перикон» в 1908 году [35] , что означало « PER fect p I c K ard c ON tact». [4]

Использование в эпоху беспроводной телеграфии

Кристаллический приемник Marconi Type 106, выпускавшийся с 1915 по 1920 год. Детектор виден внизу справа. Пока триод не начал заменять его во время Первой мировой войны, кристаллический детектор был передовой технологией.

Гульельмо Маркони разработал первые практические передатчики и приемники беспроводной телеграфии в 1896 году, а радио начали использовать для связи примерно в 1899 году. Когерер использовался в качестве детектора в течение первых 10 лет, примерно до 1906 года. [17] В предшествующую эпоху беспроводной телеграфии до 1920 года радиовещания практически не было ; радио служило службой обмена текстовыми сообщениями «точка-точка». До тех пор, пока во время Первой мировой войны не начали использовать триодные электронные лампы , радиоприемники не имели усиления и питались только радиоволнами, улавливаемыми их антеннами. [11] Радиосвязь на большие расстояния зависела от передатчиков большой мощности (до 1 МВт), огромных проволочных антенн и приемника с чувствительным детектором. [11]

Кристаллические детекторы были изобретены несколькими исследователями примерно в одно и то же время. [4] Браун начал экспериментировать с кристаллическими детекторами примерно в 1899 году, когда Бозе запатентовал свой детектор галенита. [7] Пикард изобрел свой кремниевый детектор в 1906 году. Также в 1906 году Генри Харрисон Чейз Данвуди , [49] генерал в отставке Корпуса связи армии США, запатентовал детектор из карбида кремния ( карборунда ), [31] [32] Браун запатентовал детектор детектор из кошачьих усов галенита в Германии [50] и Л.В. Остин изобрели кремний-теллуровый детектор.

Примерно в 1907 году кристаллические детекторы заменили когерер и электролитический детектор и стали наиболее широко используемой формой радиодетектора. [17] [51] До тех пор, пока во время Первой мировой войны не начали использовать триодные электронные лампы, кристаллы были лучшей технологией радиоприема, используемой в сложных приемниках на станциях беспроводной телеграфии, а также в самодельных кристаллических радиоприемниках. [52] На трансокеанских радиотелеграфных станциях для приема трансатлантического телеграммного трафика использовались сложные кристаллические приемники с индуктивной связью, питаемые проволочными антеннами длиной в милю. [53] Было проведено много исследований в поисках лучших детекторов, и были опробованы многие типы кристаллов. [28] Целью исследователей было найти выпрямляющие кристаллы, которые были бы менее хрупкими и чувствительными к вибрации, чем галенит и пирит. Еще одним желаемым свойством была устойчивость к сильным токам; многие кристаллы станут нечувствительными под воздействием разрядов атмосферного электричества от наружной проволочной антенны или тока от мощного искрового передатчика, просачивающегося в приемник. Карборунд оказался лучшим из них; [33] это можно исправить, если надежно зажать между плоскими контактами. Поэтому карборундовые детекторы использовались на корабельных радиостанциях, где волны заставляли пол раскачиваться, и на военных станциях, где ожидалась стрельба. [4] [19]

В 1907–1909 годах Джордж Вашингтон Пирс из Гарварда провел исследование того, как работают кристаллические детекторы. [11] [42] Используя осциллограф , сделанный с новой электронно-лучевой трубкой Брауна , он получил первые изображения сигналов в работающем детекторе, доказав, что он действительно выпрямляет радиоволны. В ту эпоху, до появления современной физики твердого тела , большинство учёных считали, что кристаллические детекторы работают за счёт некоего термоэлектрического эффекта. [32] Хотя Пирс не открыл механизм, посредством которого это работало, он доказал, что существующие теории ошибочны; осциллограммы его осциллографа показали отсутствие фазовой задержки между напряжением и током в детекторе, что исключает тепловые механизмы. Пирс придумал название «кристаллический выпрямитель» .

Примерно между 1905 и 1915 годами были разработаны новые типы радиопередатчиков, производивших непрерывные синусоидальные волны : дуговой преобразователь (дуга Поульсена) и генератор переменного тока Александерсона . Они постепенно заменили старые искровые передатчики с затухающими волнами . Помимо большей дальности передачи, эти передатчики можно модулировать аудиосигналом для передачи звука посредством амплитудной модуляции (АМ). Установлено, что, в отличие от когерера, выпрямляющее действие кристалл-детектора позволяет ему демодулировать радиосигнал АМ-диапазона, производя звук (звук). [16] Хотя другие детекторы, использовавшиеся в то время, электролитический детектор , клапан Флеминга и триод, также могли выпрямлять AM-сигналы, кристаллы были самым простым и дешевым AM-детектором. [16] Поскольку после Первой мировой войны все больше и больше радиостанций начали экспериментировать с передачей звука, растущее сообщество радиослушателей построило или купило кристаллические радиоприемники, чтобы слушать их. [16] [54] Использование продолжало расти до 1920-х годов, когда их заменили ламповые радиоприемники. [16] [54]

Кристодин: диоды с отрицательным сопротивлением.

Диодный генератор отрицательного сопротивления , построенный Хьюго Гернсбаком в 1924 году по заданию Лосева. Цинкитовый точечный контактный диод, служащий активным устройством, имеет маркировку (9).

Некоторые полупроводниковые диоды обладают свойством, называемым отрицательным сопротивлением , что означает, что ток через них уменьшается по мере увеличения напряжения на части их ВАХ . Это позволяет диоду, обычно пассивному устройству, работать как усилитель или генератор . Например, при подключении к резонансному контуру и подаче постоянного напряжения отрицательное сопротивление диода может нейтрализовать положительное сопротивление контура, создавая цепь с нулевым сопротивлением переменному току, в которой возникают самопроизвольные колебательные токи. Это свойство было впервые обнаружено в кристаллических детекторах около 1909 года Уильямом Генри Экклсом [55] [56] и Пикардом. [12] [57] Они заметили, что когда их детекторы были смещены постоянным напряжением для повышения их чувствительности, они иногда начинали спонтанные колебания. [57] Однако эти исследователи просто опубликовали краткие отчеты и не преследовали эффекта.

Первым, кто на практике использовал отрицательное сопротивление, был российский физик-самоучка Олег Лосев , посвятивший свою карьеру исследованию кристаллических детекторов. В 1922 году, работая в новой Нижегородской радиолаборатории, он обнаружил отрицательное сопротивление в смещенных точечных контактных переходах цинкита ( оксида цинка ). [57] [58] [59] [60] [61] Он понял, что усиливающие кристаллы могут быть альтернативой хрупким, дорогим и энергозатратным вакуумным лампам. Он использовал смещенные кристаллические переходы с отрицательным сопротивлением для создания твердотельных усилителей , генераторов , а также усиливающих и регенеративных радиоприемников за 25 лет до изобретения транзистора. [55] [59] [61] [62] Позже он даже построил супергетеродинный приемник . [61] Однако его достижения были упущены из виду из-за успеха электронных ламп. Его технологию назвал «Кристодин» научный издатель Хьюго Гернсбак [62], один из немногих людей на Западе, кто обратил на нее внимание. Через десять лет он отказался от исследований этой технологии, и о ней забыли. [61]

Диод с отрицательным сопротивлением был заново открыт с изобретением туннельного диода в 1957 году, за что Лео Эсаки получил Нобелевскую премию по физике 1973 года . Сегодня диоды с отрицательным сопротивлением, такие как диод Ганна и диод IMPATT, широко используются в качестве микроволновых генераторов в таких устройствах, как радары и устройства открывания гаражных ворот .

Открытие светоизлучающего диода (LED)

В 1907 году британский инженер Маркони Генри Джозеф Раунд заметил, что при прохождении постоянного тока через точечный контактный переход из карбида кремния (карборунда) в точке контакта испускалось пятно зеленоватого, голубоватого или желтоватого света. [63] Раунд сконструировал светоизлучающий диод (LED). Однако он просто опубликовал краткую заметку из двух абзацев об этом и не провел дальнейших исследований. [64]

Исследуя кристаллические детекторы в середине 1920-х годов в Нижнем Новгороде, Олег Лосев независимо обнаружил, что смещенные соединения карборунда и цинкита излучают свет. [63] Лосев был первым, кто проанализировал это устройство, исследовал источник света, предложил теорию его работы и наметил практическое применение. [63] Он опубликовал свои эксперименты в 1927 году в русском журнале, [65] и 16 статей, которые он опубликовал о светодиодах между 1924 и 1930 годами, представляют собой всестороннее исследование этого устройства. Лосев провел обширные исследования механизма излучения света. [61] [63] [66] Он измерил скорость испарения бензина с поверхности кристалла и обнаружил, что оно не ускоряется при излучении света, заключив, что люминесценция была «холодным» светом, не вызванным тепловыми эффектами. [61] [66] Он правильно предположил, что объяснение излучения света находится в новой науке квантовой механике , [61] предполагая, что это обратный фотоэлектрический эффект , открытый Альбертом Эйнштейном в 1905 году. [63] [67] ] Он написал об этом Эйнштейну, но не получил ответа. [63] [67] Лосев разработал практичные карборундовые электролюминесцентные лампы, но не нашел никого, кто был бы заинтересован в коммерческом производстве этих слабых источников света.

Лосев погиб во время Великой Отечественной войны. Частично из-за того, что его статьи были опубликованы на русском и немецком языках, а частично из-за отсутствия у него репутации (его происхождение из высшего сословия не позволяло ему получить высшее образование или карьерный рост в советском обществе, поэтому он никогда не занимал официальную должность выше, чем техник). ) его работы мало известны на Западе. [63]

Использование в эпоху вещания

Семья слушает первые радиопередачи по кристаллическому радио в 1922 году. Поскольку кристаллические радиоприемники не могут работать с громкоговорителями, им приходится использовать общие наушники.

В 1920-х годах усилительная триодная электронная лампа , изобретенная в 1907 году Ли Де Форестом , заменила более ранние технологии как в радиопередатчиках, так и в приемниках. [68] AM -радиовещание спонтанно возникло примерно в 1920 году, и прослушивание радио стало чрезвычайно популярным занятием. Первоначальной аудиторией новых радиовещательных станций, вероятно, были в основном владельцы кристаллических радиоприемников. [16] Но из-за отсутствия усиления кристаллические радиоприемники приходилось слушать через наушники, и они могли принимать только близлежащие местные станции. Усилительные радиоприемники на электронных лампах, массовое производство которых началось в 1921 году, имели больший диапазон приема, не требовали суетливой регулировки кошачьих усов и производили достаточную выходную мощность звука для работы громкоговорителей , что позволяло всей семье комфортно слушать вместе или потанцевать под музыку эпохи джаза. [16]

Таким образом, в 1920-е годы ламповые приемники заменили кварцевые радиоприемники во всех семьях, кроме бедных. [7] [16] [69] Коммерческие и военные станции беспроводной телеграфии уже перешли на более чувствительные ламповые приемники. Вакуумные лампы временно положили конец исследованиям кристаллических детекторов. Нестабильное, ненадежное действие кристаллического детектора всегда было препятствием для его принятия в качестве стандартного компонента коммерческого радиооборудования [1] и было одной из причин его быстрой замены. Фредерик Зейтц, один из первых исследователей полупроводников, писал: [13]

Такая изменчивость, граничащая с тем, что казалось мистическим, отравляла раннюю историю кристаллических детекторов и заставила многих экспертов по электронным лампам более позднего поколения считать искусство выпрямления кристаллов почти постыдным.

Кристаллическое радио стало дешевым альтернативным приемником, используемым в чрезвычайных ситуациях и людьми, которые не могли позволить себе ламповые радиоприемники: [7] подростками, бедняками и жителями развивающихся стран. [54] Создание набора кристаллов оставалось популярным образовательным проектом по ознакомлению людей с радио, используемым такими организациями, как бойскауты . [16] Галенитовый детектор, наиболее широко используемый среди любителей, [4] с этого момента стал практически единственным детектором, используемым в кварцевых радиоприемниках. [21] [22] Карборундовый переход использовался в качестве детектора в первых радиоламповых радиоприемниках, поскольку он был более чувствительным, чем детектор утечки на триодной сетке . Кристальные радиостанции использовались в качестве резервных радиостанций на кораблях. Во время Второй мировой войны в оккупированной нацистами Европе радио использовалось группами Сопротивления как легко сконструированное и легко скрываемое тайное радио. [54] После Второй мировой войны развитие современных полупроводниковых диодов окончательно сделало галенитовый детектор «кошачьи усы» устаревшим. [54]

Развитие теории выпрямления полупроводников.

Полупроводниковые устройства, такие как кристаллический детектор, работают по принципам квантовой механики ; их действие не может быть объяснено классической физикой . Рождение квантовой механики в 1920-е годы стало необходимой основой для развития физики полупроводников в 1930-е годы, когда физики пришли к пониманию того, как работает кристаллический детектор. [70] Немецкое слово « halbleiter» , переведенное на английский как « полупроводник », впервые было использовано в 1911 году для описания веществ, проводимость которых находится между проводниками и изоляторами , таких как кристаллы в кристаллических детекторах. [71] Феликс Блох и Рудольф Пайерлс примерно в 1930 году применили квантовую механику, чтобы создать теорию того, как электроны движутся через кристалл. [71] В 1931 году Алан Уилсон создал теорию квантовых зон , которая объясняет электропроводность твердых тел. [70] [71] Вернер Гейзенберг придумал идею дырки , вакансии в кристаллической решетке, где должен быть электрон, который может перемещаться по решетке как положительная частица; и электроны, и дырки проводят ток в полупроводниках.

Прорыв произошел, когда стало понятно, что выпрямляющее действие кристаллических полупроводников обусловлено не только кристаллом, но и наличием примесных атомов в кристаллической решетке. [72] В 1930 году Бернхард Гудден и Уилсон установили, что электропроводность в полупроводниках обусловлена ​​микропримесями в кристалле, «чистый» полупроводник действует не как полупроводник, а как изолятор ( при низких температурах). [70] Невероятно изменчивая активность различных кусочков кристалла при использовании в детекторе, а также наличие «активных центров» на поверхности были обусловлены естественными изменениями концентрации этих примесей по всему кристаллу. Нобелевский лауреат Уолтер Браттейн , изобретатель транзистора, отмечал: [72]

В то время можно было взять кусок кремния... положить кошачий ус на одно место, и он будет очень активен и очень хорошо выпрямится в одном направлении. Вы переместили его немного, может быть, на долю, тысячную долю дюйма, и вы могли бы найти другое активное место, но здесь оно выпрямилось бы в другом направлении.

Химические вещества «металлургической чистоты», используемые учеными для изготовления синтетических кристаллов экспериментальных детекторов, содержали около 1% примесей, которые и были причиной таких противоречивых результатов. [72] В 1930-х годах были разработаны все более совершенные методы очистки, [7] позволяющие ученым создавать сверхчистые полупроводниковые кристаллы, в которые они вводили точно контролируемые количества микроэлементов (так называемое легирование ). [72] Впервые были созданы полупроводниковые переходы с надежными, повторяемыми характеристиками, что позволило ученым проверить свои теории, а затем сделало возможным производство современных диодов .

Теория выпрямления в переходе металл-полупроводник, используемая в детекторе «кошачьих усов», была разработана в 1938 году независимо Уолтером Шоттки [73] в исследовательской лаборатории Siemens & Halske в Германии и Невиллом Моттом [74] в Бристольском университете , Великобритания. . [70] [71] [72] Мотт получил Нобелевскую премию по физике 1977 года . В 1949 году в Bell Labs Уильям Шокли вывел уравнение диода Шокли , которое дает нелинейную экспоненциальную кривую ток-напряжение кристаллического детектора, наблюдаемую учеными со времен Брауна и Бозе, которая отвечает за выпрямление. [70]

Кремниевый диод 1N23. Сетка 1/4 дюйма.

Первые современные диоды

Современный точечный диод

Развитие микроволновой технологии в 1930-х годах, накануне Второй мировой войны, для использования в военных радарах привело к возрождению точечно-контактного кристаллического детектора. [7] [48] [72] Приемникам микроволновых радаров требовалось нелинейное устройство, которое могло бы действовать как смеситель , чтобы смешивать входящий микроволновый сигнал с сигналом гетеродина , чтобы смещать микроволновый сигнал до более низкой промежуточной частоты (ПЧ) на который можно было бы усилить. [72] Электронные лампы, используемые в качестве смесителей на низких частотах в супергетеродинных приемниках, не могли работать на микроволновых частотах из-за чрезмерной емкости. В середине 1930-х годов Джордж Саутворт из Bell Labs , работавший над этой проблемой, купил старый детектор кошачьих усов и обнаружил, что он работает на микроволновых частотах. [7] [72] Ганс Холлманн из Германии сделал такое же открытие. [7] Радиационная лаборатория Массачусетского технологического института запустила проект по разработке микроволновых детекторных диодов, уделяя особое внимание кремнию, обладающему лучшими детекторными свойствами. [7] Примерно к 1942 году начали массово производиться точечно-контактные кремниевые кристаллические детекторы для радиолокационных приемников, такие как 1N21 и 1N23, состоящие из кусочка кремниевого кристалла, легированного бором , с плотно прижатым к нему острием вольфрамовой проволоки. Контакт «кошачьих усов» не требовал регулировки, и это были герметичные узлы. Вторая параллельная программа разработки в Университете Пердью производила германиевые диоды. [7] Такие точечные диоды все еще производятся, и их можно считать первыми современными диодами.

После войны германиевые диоды заменили детекторы из галенитовых кошачьих усов в тех немногих кристаллических радиоприемниках, которые производились. Германиевые диоды в качестве детекторов более чувствительны, чем кремниевые, поскольку у германия меньшее прямое падение напряжения, чем у кремния (0,4 против 0,7 вольт). Сегодня все еще производятся несколько детекторов с галенитовыми кошачьими усами, но только для старинных копий кристаллических радиоприемников или устройств для научного образования.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abcdefg Браун, Аньес; Браун, Эрнест; Макдональд, Стюарт (1982). Революция в миниатюре: история и влияние полупроводниковой электроники. Издательство Кембриджского университета. стр. 11–12. ISBN 978-0521289030.
  2. ^ abcdefghijklm Сиверс, Морис Л. (1995). Кристально чистая: винтажные американские наборы кристаллов, детекторы кристаллов и кристаллы, Vol. 1. Издательство Соноран. стр. 3–5. ISBN 978-1886606012.
  3. ^ Хикман, Ян (1999). Аналоговая электроника. Ньюнес. п. 46. ​​ИСБН 978-0750644167.
  4. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab Ли, Томас Х. (2004). Планарная микроволновая техника: Практическое руководство по теории, измерениям и схемам, Том. 1. Издательство Кембриджского университета. стр. 4–9, 297–300. ISBN 978-0521835268.
  5. ^ ab Патент США 1 104 073 Greenleaf Whittier Pickard, детектор для беспроводной телеграфии и телефонии , подан: 21 июня 1911 г., выдан: 21 июля 1914 г.
  6. ^ abc Ортон, Джон В. (2004). История полупроводников. Издательство Оксфордского университета. стр. 20–23. ISBN 978-0198530831.
  7. ^ abcdefghijklmn Зейтц, Фредерик; Айнспрух, Норман (4 мая 1998 г.). Запутанная история кремния в электронике. Кремниевое материаловедение и технология: материалы восьмого международного симпозиума по кремниевому материаловедению и технологии, Vol. 1. Сан-Диего: Электрохимическое общество. стр. 73–74. ISBN 9781566771931. Проверено 27 июня 2018 г.
  8. ^ хотя на микроволновых частотах, которые он использовал, эти детекторы работали не как выпрямительные полупроводниковые диоды, как более поздние кристаллические детекторы, а как тепловой детектор, называемый болометром. Ли, Томас Х. (2004). Планарная микроволновая техника: Практическое руководство по теории, измерениям и схемам, Том. 1. Издательство Кембриджского университета. стр. 4–5. ISBN 978-0521835268.
  9. ^ ab Патент США 755 840 Джагадиса Чундера Боса, детектор электрических помех , подан: 30 сентября 1901 г., выдан 29 марта 1904 г.
  10. ^ abc Патент США 836,531 Гринлиф Уиттиер Пикард, Средства для получения разведданных, передаваемых электрическими волнами , подан: 30 августа 1906 г., выдан: 20 ноября 1906 г.
  11. ^ abcdefghijk Дуглас, Алан (апрель 1981 г.). «Кристаллический детектор». IEEE-спектр . 18 (4): 64–69. дои : 10.1109/MSPEC.1981.6369482. ISSN  0018-9235. S2CID  44288637.В архиве: часть1, часть2, часть3, часть4
  12. ^ abcdefg Пикард, Гринлиф Уиттиер (август 1919 г.). «Как я изобрел кристаллический детектор» (PDF) . Электрический экспериментатор . 7 (4): 325–330, 360 . Проверено 13 июня 2016 г.
  13. ^ abc Риордан, Майкл ; Лилиан Ходдесон (1988). Хрустальный огонь: изобретение транзистора и рождение информационного века. США: WW Norton & Company . стр. 19–21, 92. ISBN. 978-0-393-31851-7.
  14. ^ abc Basalla, Джордж (1988). Эволюция технологий. Великобритания: Издательство Кембриджского университета. стр. 44–45. ISBN 978-0-521-29681-6.
  15. ^ Уинстон, Брайан (2016). Непонимание СМИ. Рутледж. стр. 256–259. ISBN 978-1315512198.
  16. ^ abcdefghijk Стерлинг, Кристофер Х.; О'Дел, Кэри (2010). Краткая энциклопедия американского радио. Рутледж. стр. 199–201. ISBN 978-1135176846.
  17. ^ abc «... кристаллические детекторы использовались [в приемниках] в большем количестве, чем любой другой [тип детектора] примерно с 1907 года». Марриотт, Роберт Х. (17 сентября 1915 г.). «Развитие радио США». Труды Института радиоинженеров . 5 (3): 184. doi :10.1109/jrproc.1917.217311. S2CID  51644366 . Проверено 19 января 2010 г.
  18. ^ Национальное бюро стандартов США (март 1918 г.). Циркуляр № 74: Радиоприборы и измерения. Вашингтон, округ Колумбия: Типография правительства США. п. 105.
  19. ^ abcdefghijklmnopqrstu v Ould, Ричард Шелдон (1922). Принципы, лежащие в основе радиосвязи, 2-е изд. (Брошюра «Радиосвязь» № 40). Написано Бюро стандартов США для Корпуса связи армии США. стр. 433–439.
  20. ^ аб Бухер, Элмер Юстис (1920). Руководство для беспроводных экспериментаторов. Нью-Йорк: Wireless Press. п. 167.
  21. ^ abcdefgh Хирш, Уильям Кроуфорд (июнь 1922 г.). «Радиоаппаратура – ​​из чего она сделана?». Электрическая запись . 31 (6): 393–394 . Проверено 10 июля 2018 г.
  22. ^ abc Cockaday, Лоуренс М. (1922). Радиотелефония для каждого. Нью-Йорк: Frederick A. Stokes Co. p. 94.
  23. ^ abcdefghi Стэнли, Руперт (1919). Учебник беспроводной телеграфии Том 1: Общая теория и практика. Лондон: Longmans, Green and Co., стр. 311–318.
  24. ^ « Детектор «кошачьи усы» представляет собой примитивный точечный диод. Точечный переход — это простейшая реализация диода Шоттки, который представляет собой устройство с основной несущей, образованное переходом металл-полупроводник » . Шоу, Райли (апрель) 2015). «Детектор кошачьих усов». Личный блог Райли Шоу . Проверено 1 мая 2018 г.
  25. ^ abc Лескарбура, Остин К. (1922). Радио для всех. Нью-Йорк: Scientific American Publishing Co., стр. 144–146.
  26. ^ Бучер, Элмер Юстис (1920). Руководство беспроводного экспериментатора. Беспроводная пресса. п. 164.
  27. ^ abcd Морган, Альфред Пауэлл (1914). Строительство беспроводного телеграфа для любителей, 3-е изд. Нью-Йорк: Д. Ван Ностранд Ко., стр. 198–199.
  28. ^ аб Эдельман, Филипп Э. (1920). Экспериментальные беспроводные станции. Нью-Йорк: Norman W. Henly Publishing Co., стр. 258–259.
  29. ^ Коул, Артур Б. (1913). Работа беспроволочного телеграфного аппарата. Нью-Йорк: Коул и Морган. п. 15.
  30. ^ Сиверс, Морис Л. (2008). Кристально чистая: винтажные американские наборы кристаллов, детекторы кристаллов и кристаллы. Издательство Соноран. п. 6. ISBN 978-1-886606-01-2.
  31. ^ ab Патент США 837,616 Генри Х.К. Данвуди, Беспроводная телеграфная система , подан: 23 марта 1906 г., выдан: 4 декабря 1906 г.
  32. ^ abcde Коллинз, Арчи Фредерик (16 марта 1907 г.). «Карборундовые и кремниевые детекторы для беспроводной телеграфии». Научный американец . 96 (11). Манн и Ко: 234. doi : 10.1038/scientificamerican03161907-234 . Проверено 31 июля 2020 г.
  33. ^ abcdefg Бухер, Элмер Юстис (1921). Практическая беспроводная телеграфия: полный учебник для студентов, изучающих радиосвязь. Нью-Йорк: Wireless Press, Inc., стр. 135, 139–140.
  34. ^ Пирс, Джордж Вашингтон (1910). Принципы беспроводной телеграфии. Нью-Йорк: McGraw-Hill Book Co., стр. 160–162.
  35. ^ ab Патент США 912,726 Greenleaf Whittier Pickard, колебательный приемник , подан: 15 сентября 1908 г., выдан: 16 февраля 1909 г.
  36. ^ AP Morgan, Строительство беспроводного телеграфа для любителей, 3-е изд. Нью-Йорк: Компания Д. Ван Ностранда, 1914, с. 135, рис. 108
  37. ^ Ли, Томас Х. «Нелинейная история радио». Проектирование КМОП радиочастотных интегральных схем (PDF) . п. 5. OCLC  247748263. Архивировано (PDF) из оригинала 6 октября 2022 года . Проверено 8 августа 2023 г. В любом случае, мы можем видеть, как современный символ диода развился из изображения этого физического устройства, где стрелка представляет точку контакта с кошачьими усами, как показано на рисунке.
  38. ^ abcd Филлипс, Вивиан Дж. (1980). Ранние детекторы радиоволн. Лондон: Инст. инженеров-электриков. стр. 18–21. ISBN 978-0906048245.
  39. ^ Эйткен, Хью Дж.Дж. (2014). Непрерывная волна: технологии и американское радио, 1900–1932 гг. Издательство Принстонского университета. стр. 4–7, 32–33. ISBN 978-1400854608.
  40. ^ аб Филлипс, Вивиан Дж. (1980). Ранние детекторы радиоволн. Лондон: Инст. инженеров-электриков. стр. 205–209, 212. ISBN. 978-0906048245.
  41. ^ Браун, Ф. (1874), «Ueber die Stromleitung durch Schwefelmetalle» [О проводимости тока через сульфиды металлов], Annalen der Physik und Chemie (на немецком языке), 153 (4): 556–563, Бибкод : 1875AnP ... 229..556Б, doi :10.1002/andp.18752291207
  42. ^ abc Пирс, Джордж В. (июль 1907 г.). «Кристаллические выпрямители электрического тока и электрических колебаний. Часть 1. Карборунд». Физический обзор . 25 (1): 31–60. Бибкод : 1907PhRvI..25...31P. doi :10.1103/physrevseriesi.25.31 . Проверено 25 июля 2018 г.
  43. ^ Эмерсон, DT (декабрь 1997 г.). «Работа Джагадиша Чандры Боса: 100 лет исследований миллиметровых волн». Транзакции IEEE по теории и технике микроволнового излучения . 45 (12): 2267–2273. Бибкод : 1997ITMTT..45.2267E. дои : 10.1109/22.643830 . Проверено 29 июля 2018 г.также перепечатано на сайте IndianDefense. Архивировано 9 августа 2018 г. в Wayback Machine.
  44. ^ abc Саркар, Тапан К.; Сенгупта, Дипак Л. «Оценка новаторской работы Дж. К. Бозе в области миллиметра и микроволн» в Саркаре, Теннесси ; Майу, Робер; Олинер, Артур А. (2006). История беспроводной связи. Джон Уайли и сыновья. стр. 295–296, 301–305. ISBN 978-0471783015.
  45. ^ Саркар и др. (2006) История беспроводной связи, стр. 477–483.
  46. ^ Бозе, Джагадиш Чандра (январь 1899 г.). «Об электрическом прикосновении и молекулярных изменениях, производимых в материи электрическими волнами». Труды Лондонского королевского общества . 66 (424–433): 452–474. Бибкод : 1899RSPS...66..452C. дои : 10.1098/rspl.1899.0124. S2CID  121203904.
  47. ^ "Гринлиф Уиттьер Пикард". Британская энциклопедия онлайн . Британская энциклопедия Inc. , 2018 г. Проверено 31 июля 2018 г.
  48. ^ abc Roer, TG (2012). Микроволновые электронные устройства. Springer Science and Business Media. стр. 5–7. ISBN 978-1461525004.
  49. ^ Некоторая биографическая информация о генерале Генри Х.К. Данвуди доступна на Арлингтонском национальном кладбище.
  50. ^ Патент Германии 178871 Карл Фердинанд Браун, Wellenempfindliche Kontaktstel , подан: 18 февраля 1906 г., выдан: 22 октября 1906 г.
  51. ^ В руководстве по радио ВМС США 1911 года говорилось: « В настоящее время используются только два типа детекторов: кристаллические или выпрямительные детекторы и электролитические. Когереры и микрофоны [еще один тип когерерного детектора] практически устарели, и их сравнительно мало. были установлены магнитные и аудионовые или ламповые [триодные] детекторы » Робисон, Сэмюэл Шелберн (1911). Руководство по беспроводной телеграфии для морских электриков, 2-е изд. Вашингтон, округ Колумбия: Военно-морской институт США. п. 128.
  52. ^ В издании 1913 года руководства по радио ВМС США говорилось: « Сейчас используется только один тип детектора: кристалл. Когереры и микрофоны практически устарели, и было установлено сравнительно мало магнитных и аудионовых или ламповых [триодных] детекторов. « Филипс, Вивиан Дж. (1980). Ранние детекторы радиоволн. Лондон: Инст. инженеров-электриков. стр. 212. ISBN 978-0906048245.
  53. ^ Маркони использовал карборундовые детекторы примерно в 1907 году в своей первой коммерческой трансатлантической беспроводной связи между Ньюфаундлендом, Канада, и Клифтоном, Ирландия. Бошан, Кен (2001). История телеграфии. Институт инженеров-электриков. п. 191. ИСБН 978-0852967928.
  54. ^ abcde Craddock, Кристин Д. (24 марта 1987 г.). «Хрустальное радио: исторический обзор» (PDF) . Почетная диссертация. Государственный университет Болла, Манси, Индиана . Проверено 2 августа 2018 г.
  55. ^ аб Гребенников, Андрей (2011). Проектирование радиочастотных и микроволновых передатчиков. Джон Уайли и сыновья. п. 4. ISBN 978-0470520994. Архивировано из оригинала 17 сентября 2016 г.
  56. ^ Пикард, Гринлиф В. (январь 1925 г.). «Открытие колеблющегося кристалла» (PDF) . Радио Новости . 6 (7): 1166 . Проверено 15 июля 2014 г.
  57. ^ abc Уайт, Томас Х. (2003). «Раздел 14 – Расширенное развитие аудио и электронных ламп (1917–1924)». Ранняя история радио США . Earlyradiohistory.us . Проверено 23 сентября 2012 г.
  58. ^ Лосев О. В. (январь 1925 г.). «Осциллирующие кристаллы» (PDF) . Радио Новости . 6 (7): 1167, 1287 . Проверено 15 июля 2014 г.
  59. ^ аб Габель, Виктор (1 октября 1924 г.). «Кристалл как генератор и усилитель» (PDF) . Обзор беспроводного мира и радио . 15 : 2–5. Архивировано (PDF) из оригинала 23 октября 2014 г. Проверено 20 марта 2014 г.
  60. ^ Бен-Менахем, Ари (2009). Историческая энциклопедия естественных и математических наук, Том. 1. Спрингер. п. 3588. ИСБН 978-3540688310. Архивировано из оригинала 23 ноября 2017 г.
  61. ^ abcdefg Ли, Томас Х. (2004) Проектирование радиочастотных интегральных схем КМОП, 2-е изд., стр. 20
  62. ^ аб Гернсбак, Хьюго (сентябрь 1924 г.). «Сенсационное радиоизобретение». Радионовости : 291.и «Принцип кристаллодина», Radio News , сентябрь 1924 г., страницы 294–295, 431.
  63. ^ abcdefg Желудев, Николай (апрель 2007 г.). «Жизнь и времена светодиодов – 100-летняя история» (PDF) . Природная фотоника . 1 (4): 189–192. Бибкод : 2007NaPho...1..189Z. дои : 10.1038/nphoton.2007.34. Архивировано из оригинала (PDF) 31 марта 2017 г. Проверено 11 апреля 2007 г.
  64. ↑ Раунд, Генри Дж. (9 февраля 1907 г.). «Записка о карборунде». Электрический мир . 49 (6): 309 . Проверено 1 сентября 2014 г.
  65. ^ Лосев, О. В. (1927). «Светящийся карборундовый детектор и детектирование с кристаллами». Телеграфия и Телефония без Проводов (Беспроводная телеграфия и телефония) . 5 (44): 485–494.Английская версия опубликована как Лосев О.В. (ноябрь 1928 г.). «Светящийся карборундовый детектор и эффект обнаружения и колебаний с помощью кристаллов». Философский журнал . Серия 7. 5 (39): 1024–1044. дои : 10.1080/14786441108564683.
  66. ^ аб Шуберт, Э. Фред (2003). Светодиоды. Издательство Кембриджского университета. стр. 2–3. ISBN 978-0521533515.
  67. ^ Аб Грэм, Лорен (2013). Одинокие идеи: сможет ли Россия конкурировать? МТИ Пресс. стр. 62–63. ISBN 978-0262019798.
  68. ↑ В руководстве ВМС США по радио от 1918 года говорилось: « В настоящее время используются два типа детекторов: аудион [триод] и кварцевый или выпрямительный детектор. Когереры и микрофоны [еще один тип когерерного детектора] практически устарели. ... но использование аудионов... растет » Робисон, Сэмюэл Шелберн (1918). Руководство по беспроводной телеграфии для морских электриков, 4-е изд. Вашингтон, округ Колумбия: Военно-морской институт США. п. 156.
  69. ^ В «Справочнике Британского Адмиралтейства по беспроводной телеграфии» 1920 года говорится: « Кварцевые детекторы заменяются [триодными] ламповыми детекторами, которые более стабильны, легче настраивать и в целом более удовлетворительны ». В издании 1925 года говорилось, что клапаны « заменяют кристалл для всех обычных целей » Филлипс, Вивиан Дж. (1980). Ранние детекторы радиоволн. Лондон: Институт инженеров-электриков. стр. 212. ISBN 978-0906048245.
  70. ^ abcde Лукасяк, Лидия; Якубовский, Анджей (январь 2010 г.). «История полупроводников» (PDF) . Журнал телекоммуникаций и информационных технологий . ISSN  1509-4553 . Проверено 2 августа 2018 г.
  71. ^ abcd «1931: Опубликована «Теория электронных полупроводников»». Кремниевый двигатель . Музей истории компьютеров. 2018 . Проверено 1 августа 2018 г.
  72. ^ abcdefgh Майкл Риордан, Лилиан Ходдесон (1998) Хрустальный огонь: изобретение транзистора и рождение информационной эпохи, с. 89-93
  73. ^ Шоттки, В. «Halbleitertheorie der Sperrsschicht». Naturwissenschaften Vol. 26 (1938), стр. 843. Аннотация на английском языке под названием «Полупроводниковая теория блокирующего слоя» в Sze, SM Semiconductor Devices: Pioneering Papers. (World Scientific Publishing Co., 1991), стр. 381.
  74. ^ Мотт, Невилл Ф. (1 мая 1939 г.). «Теория кристаллических выпрямителей». Труды Лондонского королевского общества, серия A. 171 (944): 27–38. Бибкод : 1939RSPSA.171...27M. дои : 10.1098/rspa.1939.0051. JSTOR  97313 . Проверено 3 августа 2018 г.перепечатано в Александрове А.С. (1995). Сэр Невилл Мотт: 65 лет в физике. Всемирная научная. стр. 153–179. ISBN 978-9810222529.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме детектора кошачьих усов .
Патенты