دیود پیوند آلیاژی (Alloy Junction Diode)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع دیودها (Diode) را در آموزش زیر شرح دادیم :
دیود پیوند آلیاژی (Alloy Junction Diode) :
دیود پیوند آلیاژی (Alloy Junction Diode) یک نوع تاریخی از دیودهای نیمه هادی است که در اوایل صنعت نیمه هادی (دهه ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰) ساخته می شد. این دیودها با ذوب کردن (Alloying) یک قطعه فلز (مانند ایندیوم برای ژرمانیوم نوع N) بر روی یک زیرلایه نیمه هادی ساخته می شدند تا یک پیوند P-N ایجاد کنند. این روش یکی از اولین روش های عملی برای ساخت دیودها و ترانزیستورها بود.
فرآیند ساخت دیود پیوند آلیاژی به این صورت بود: یک قطعه کوچک از فلز (مثلا ایندیوم) روی یک بلور ژرمانیوم نوع N قرار داده می شد. سپس مجموعه تا دمای ذوب فلز (حدود ۱۵۰-۲۰۰ درجه سانتیگراد) حرارت داده می شد. در این دما، فلز ذوب شده و مقدار کمی از ژرمانیوم را در خود حل می کرد. پس از سرد شدن، فلز دوباره منجمد می شد و ناحیه ای از ژرمانیوم با ناخالصی (P-type) در زیر فلز تشکیل می داد که یک پیوند P-N با ژرمانیوم نوع N اصلی ایجاد می کرد.
دیودهای پیوند آلیاژی معمولا از ژرمانیوم (Germanium) ساخته می شدند، اگرچه نمونه های سیلیکونی نیز وجود داشت. آنها پیوندهای ناگهانی (Abrupt Junctions) با ناحیه تهی (Depletion Region) باریک ایجاد می کردند. مشخصه این دیودها ولتاژ آستانه پایین (حدود ۰.۲-۰.۳ ولت برای ژرمانیوم) و سرعت نسبتا بالا بود.
پارامترهای دیود پیوند آلیاژی مشابه دیودهای ژرمانیومی بود: جریان مستقیم محدود (چند صد میلی آمپر)، ولتاژ معکوس متوسط (چند ده ولت)، و زمان بازیابی معکوس نسبتا کوتاه (چند میکروثانیه). آنها معمولا در بسته بندی شیشه ای (Glass Package) با سرب های محوری عرضه می شدند.
کاربرد اصلی دیود پیوند آلیاژی در یکسوسازی سیگنال های فرکانس پایین و متوسط، آشکارسازی در گیرنده های رادیویی، و مدارات منطقی ساده در رایانه های اولیه بود. دیود معروف 1N34 که یک دیود ژرمانیومی است، در اصل از نوع آلیاژی بود (اگرچه نمونه های بعدی با روش انتشاری ساخته شدند).
مزایای دیود پیوند آلیاژی شامل سادگی فرآیند ساخت، هزینه پایین برای تولید در حجم کم، و پیوندهای با کیفیت قابل قبول برای کاربردهای آن زمان بود. با این حال، این روش دقت ابعادی پایینی داشت و برای تولید انبوه با کیفیت یکنواخت مناسب نبود.
معایب دیود پیوند آلیاژی شامل کنترل ضعیف بر روی ضخامت و پروفایل ناخالصی پیوند، تکرارپذیری پایین، و محدودیت در دستیابی به فرکانس های بالا بود. با ظهور روش انتشاری (Diffusion) در اواخر دهه ۱۹۵۰، دیودهای پیوند آلیاژی به تدریج منسوخ شدند.
روش انتشاری (Diffusion) امکان کنترل دقیق تر پروفایل ناخالصی، تولید انبوه با کیفیت یکنواخت، و ساخت پیوندهای با فرکانس بالا را فراهم می کرد. بنابراین، دیودهای انتشاری (Diffused Junction Diodes) جایگزین دیودهای آلیاژی شدند.
امروزه، دیودهای پیوند آلیاژی عمدتا در تجهیزات قدیمی و برای مقاصد کلکسیونی و آموزشی یافت می شوند. مطالعه آنها به درک بهتر تاریخچه توسعه نیمه هادی ها کمک می کند. با این حال، در کاربردهای مدرن، دیگر از این روش استفاده نمی شود.
در نهایت، دیود پیوند آلیاژی نشان دهنده یکی از اولین گام های عملی در ساخت قطعات نیمه هادی است. این دیودها نقش مهمی در توسعه رادیوهای ترانزیستوری قابل حمل و کامپیوترهای اولیه ایفا کردند و راه را برای نسل های بعدی فناوری نیمه هادی هموار ساختند.
