دیود پیوند رشد یافته (Grown Junction Diode)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع دیودها (Diode) را در آموزش زیر شرح دادیم :
دیود پیوند رشد یافته (Grown Junction Diode) :
دیود پیوند رشد یافته (Grown Junction Diode) یکی از قدیمی ترین روش های ساخت دیودهای نیمه هادی است که در اوایل دهه ۱۹۵۰ توسعه یافت. در این روش، پیوند P-N در حین رشد بلور نیمه هادی (Crystal Growth) ایجاد می شد. این روش توسط تیم ویلیام شاکلی در آزمایشگاه های بل برای ساخت اولین ترانزیستورهای پیوندی (Junction Transistors) استفاده شد.
فرآیند ساخت به این صورت بود: یک بلور نیمه هادی (معمولا ژرمانیوم) از یک مذاب (Melt) با ناخالصی نوع N (مانند آنتیموان) رشد داده می شد. در یک نقطه مشخص از رشد، یک تکه کوچک از ناخالصی نوع P (مانند آلومینیوم یا گالیوم) به مذاب اضافه می شد. با ادامه رشد، لایه بعدی بلور با ناخالصی نوع P رشد می کرد. به این ترتیب، یک پیوند P-N در داخل بلور ایجاد می شد. سپس بلور برش داده می شد تا دیودهای جداگانه به دست آیند.
روش رشد یافته (Grown Junction) امکان ساخت پیوندهای با کیفیت نسبتا خوب را فراهم می کرد. با این حال، کنترل دقیق محل پیوند و پهنای نواحی P و N دشوار بود. همچنین، این روش برای تولید انبوه کارآمد نبود، زیرا هر بلور باید به دقت رشد و سپس به قطعات کوچک برش داده می شد.
مشخصات الکتریکی دیودهای رشد یافته مشابه دیودهای ژرمانیومی بود: ولتاژ آستانه پایین (۰.۲-۰.۳ ولت) و جریان نشتی معکوس نسبتا بالا. سرعت آنها برای کاربردهای فرکانس پایین تا متوسط مناسب بود. این دیودها معمولا در بسته بندی های فلزی یا شیشه ای با سرب های محوری عرضه می شدند.
کاربرد اصلی دیود پیوند رشد یافته در یکسوسازی سیگنال های فرکانس پایین و به عنوان عنصر آشکارساز در گیرنده های رادیویی بود. همچنین در مدارات منطقی رایانه های اولیه (مانند Univac و IBM 700) استفاده می شدند. این دیودها بخشی از انقلاب نیمه هادی در دهه ۱۹۵۰ بودند.
مزایای روش رشد یافته نسبت به روش آلیاژی، قابلیت ساخت پیوندهای چندگانه (مانند P-N-P برای ترانزیستورها) در یک مرحله رشد بود. همچنین خلوص مواد در این روش بالا بود. با این حال، معایب آن شامل دشواری کنترل دقیق پهنای نواحی و هزینه بالای تولید بود.
با ظهور روش انتشاری (Diffusion) در اواخر دهه ۱۹۵۰ که کنترل دقیق تری بر پروفایل ناخالصی و امکان تولید انبوه با هزینه کمتر را فراهم می کرد، دیودهای رشد یافته به تدریج کنار گذاشته شدند. روش انتشاری انقلابی در صنعت نیمه هادی ایجاد کرد و امکان ساخت مدارات مجتمع (ICs) را فراهم آورد.
امروزه، دیودهای پیوند رشد یافته تنها در موزه ها و مجموعه های تاریخی یافت می شوند. مطالعه آنها برای درک تاریخچه توسعه ترانزیستور و دیود اهمیت دارد. آنها نشان دهنده اولین گام ها در جهت ساخت قطعات نیمه هادی با روش های کنترل شده هستند.
در نهایت، دیود پیوند رشد یافته یک فناوری تاریخی مهم است که پایه های صنعت نیمه هادی را بنا نهاد. اگرچه امروزه منسوخ شده است، اما نقشی حیاتی در توسعه ترانزیستورها و مدارات مجتمع ایفا کرد و راه را برای عصر اطلاعات هموار ساخت.
