В начале эры радио слушатели принимали передачи на детекторные приемники. Эти приемники содержали антенну, устройство настройки, детектор и наушники (рис. 1).

Рис. 1. Классический детекторный приемник

Детектором являлся анизотропный галеновый (сульфид свинца) кристалл, закрепленный в небольшой чашечке. Один или несколько металлических проводов ("кошачьи усы") соединялись с кристаллом. Эти провода были сделаны из золота, латуни, меди или стали. Такой детектор позволял электрическому току лучше протекать в одном направлении, чем в другом, что давало возможность выпрямлять высокочастотные сигналы и извлекать из них речь или музыку. Это явление назвали "односторонней проводимостью".

Это открытие выпрямляющих свойств в некоторых кристаллах было сделано Ф.Брауном в 1874 году.

Практическое применение этому открытию нашел Гринлиф Виттер Пикард (1877 - 1956)

В 1938 все еще была не ясна природа этих процессов т.к. не было достаточно знаний в области молекулярной физики и химии твердого тела. Полагали, что имеется некоторый вид термодействия или же это было электрическое явление. В 1920-1922 годах было проделано огромное количество исследований в России и в США. Но эволюция радиоэлектроники определялась быстрым развитием электронных ламп. Так что из-за этого были почти забыты результаты и знания ранних дней.

Только в 1945 году были начаты настоящие исследования, которые дали результаты, ставшие предшественниками современных полупроводников. Среди этого:

Изобретение точечного транзистора учеными Бардиином, Браттейном и Шокли (Нобелевская премия 1926 года.)

Открытие туннельного эффекта японским ученым Л. Есаки (Нобелевская премия 1973 года.)

Мы попробуем создать список материалов, используемых в 1920-1938 годах. (Это описание не претендует на то, что бы быть исчерпывающим.)

ДЕТЕКТОРЫ:

Три вида :

• Контакт между кристаллом и острием.
• Контакт (или соединение) между двумя идентичными кристаллами.
• Контакт (или соединение) между двумя разными кристаллами.

Было протестировано много кристаллов:

• Борнит
• Карборунд (комбинация Углерод-Кремний)
• Касситерит
• Церуссит
• Халькопирит
• Галенит
• Ghane
• Графит
• Гессит
• Гематит
• Герцит
• Малахит
• Молибденит
• Пирит
• Кремний
• Сульфид Висмута
• Теллур
• Ульманит
• Цинкит...

Самые популярные комбинации:

Контакты:

• Галенит - Медь(Латунь, Серебро)
• Молибденит - Серебро
• Железный Колчедан - Золото
• Карборунд - сталь
• Медь - Кремний
• Цинкит - Сталь

И переходы :

• Халькопирит - Цинкит (известен как Перикон)

Сегодня эти устройства мы называем ДИОДАМИ.

Электрические и механические характеристики этих диодов зависят от давления в контакте (или переходе) и от напряжения поляризации.

Пример доисторических характеристик показан на рисунке 2.

Рис. 2: I Контакт Перикон (Цинкит-Халькопирит); II Контакт Карборунд-Сталь; III Контакт Цинкит-Сталь

Цинкит получали из природного окисла цинка (ZnO) нагреванием его в электрической дуге в присутствии пероксида или диоксида марганца.

По нашему мнению наиболее интересным является контакт между Цинкитом и Сталью (и иногда углеродом). Но старые характеристики на рис. 2 не показывают наиболее захватывающий аспект.

В 1923 году Олег Лосев (1903-1942) сумел создать высокочастотный генератор, используя такой детектор. Но детектор был поляризованный. Это значит, что на характеристической кривой диода присутствует зона отрицательного сопротивления. И это наводит на мысли о туннельном диоде, изобретенном пол века спустя.

На рисунке 3 показаны характеристики обычного и туннельного диодов, где видна эта зона.

Рис. 3. Туннельный диод

Зеленая кривая имеет зону отрицательного сопротивления между 200 и 300 мВ.

Неизвестные предшественники получили преимущество из этого открытия и смогли создать раньше времени некоторые полупроводниковые устройства. Вот они :

• гетеродины
• регенеративные приемники
• низкочастотные модуляторы
• автодины
• УНЧ
• УВЧ (8...12 мГц)
• трансиверы...

Эти схемы являлись частью так называемой КРИСТАДИННОЙ системы (иногда ее называли "КРИСТАДИН"). Но в те времена это все было проигнорировано и забыто из-за стремительного развития ламповой техники.

На рисунках 4-7 изображены четыре оригинальные схемы "Кристадинной" системы. Они были напечатаны до 1938 года.

Рис. 4. Гетеродин с Цинкитом

Рис. 5. Кристадинный приемник

Рис. 6. Гетеродин с Цинкитом для коротких волн

Рис. 7. Цинкитовый модулятор - Низкочастотный "тиккер"

Автор: Аллен Рени