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Spitzendiode

Spitzendiode mit Dotierungszone um den Kontakt
Spitzendiode EFD108 in Nahaufnahme

Eine Spitzendiode ist eine Form einer Halbleiter-Diode, bei der eine feine Metallspitze auf ein einkristallines Halbleiterplättchen drückt und dort einen lokalen Metall-Halbleiter-Übergang, einen so genannten Schottky-Kontakt,[1] bildet. Eine erste Spitzendiode wurde vom deutschen Physiker Walter Schottky gebaut (1938).[2] Spitzendioden waren die Nachfolger der vorher vor allem in Detektorempfängern verwendeten Kristalldetektoren und Vorläufer der Spitzentransistoren.

Sie wurden im Gegensatz zu den Kristalldetektoren industriell mit besserer Reproduzierbarkeit gefertigt und in ein Glas- oder Keramik-Gehäuse eingebaut und hatten spezifizierte Eigenschaften. Erste Anwendungen und Antrieb zur Weiterentwicklung waren Detektoren für Radargeräte während des Zweiten Weltkriegs. Spezifiziert wurden die Dioden oft bis zu 30 GHz.[3][4]

Anwendung von Spitzendioden: Mischdioden und Demodulator in Fernsehempfängern und Radargeräten.

Germanium-Spitzendioden fanden, beginnend noch während der Röhrentechnik, bis etwa 1985 breiten Einsatz als Demodulator- und Mischer in Radios, Funkempfängern und -sendern. Siehe unter anderem auch Ratiodetektor, Ringmodulator

Beispiele für Spitzendioden:

  • OA21 mit Uf = 0,5 V bei 20 mA (fc ca. 1 GHz, Material: Germanium, Fa. TE-KA-DE).
  • 1N82 mit Uf = 0,2 V bei 1 mA (fc ca. 1 GHz, Material: Silizium, Fa. Sylvania / Anode an der chip-Seite).
  • CS3A mit Uf = 0,2 V bei 1 mA (fc ca. 10 GHz, Patronenform, Material: Silizium, Fa. British-Thomson-Houston Co Ltd. 1941).

Um die Kontaktstelle noch stabiler gegen mechanische Einflüsse zu machen, wird sie oft durch einen Stromstoß formiert. Dadurch entsteht an der Kontaktstelle im Kristall eine halbkugelförmige, neudotierte Zone, die mit dem Kristall-Grundmaterial nun einen p-n-Übergang und somit eine PN-Diode bildet. Die HF-Eigenschaften verschlechtern sich dadurch, da die Sperrschichtkapazität und die Ladungsträgerlebensdauer zunehmen. Sie unterscheidet sich von der nicht formierten Spitzendiode auch dadurch, dass ihre Strombelastbarkeit höher ist; der Einsatz ist je nach Behandlung auf einige zehn bis einige 100 MHz beschränkt.

Die Lage der Kathode richtet sich nach der vorliegenden Grunddotierung des Materials; sie muss nicht unbedingt auf der chip-Seite (wie im Bild) liegen.

Einzelnachweise

  1. ↑ Marius Grundmann: The physics of semiconductors : an introduction including devices and nanophysics. Springer, Berlin 2006, ISBN 978-3-540-34661-6, S. 402.
  2. ↑ Die Erfindung des Transistors von LEIFIphysik, Abruf am 24. Juni 2020.
  3. ↑ Impulstechnik, H. R. Schlegel / Alfred Nowak, Verlag Siegfried Schütz Hannover 1955, S. 557–558.
  4. ↑ Kristalloden-Technik, R. Rost, Verlag Wilhelm Ernst & Sohn Berlin 1954, S. 40–44, 49.

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