Тунель, якого немає. Продовження.

Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.

Подумайте тільки: для роботи тунельного діода потрібна прямо-таки «комарина» потужність джерела живлення. Але навіть не це головне. Головне – тунельний діод може працювати там, де звичайна лампа або транзистор не можуть. Скажімо, на надвисоких частотах, навіть, мабуть, на наднадвисоких, вимірюваних сотнями тисяч і мільйонами мегагерц. (Це вже майже інфрачервоні промені!). Але й на «звичайних» частотах йому знайдеться робота. У радіотехніці на сантиметрових хвилях застосовують хвилеводи – металеві круглі або прямокутні труби, – і от якщо в таку трубу помістити тунельний діод, то він буде працювати як підсилювач.

Від антени по хвилеводу йде слабенький сигнал, а пройшов повз тунельний діод – відразу став сильним. Можна не один, а кілька діодів поставити один за іншим, і сигнал буде ставати дедалі потужніше і потужніше. Взагалі треба сказати, що на тунельних діодах можна побудувати майже будь-яку високочастотну та імпульсну схему, яку зазвичай виконують на лампах або напівпровідникових тріодах. Апаратура відразу ж стає мініатюрніше, простіше.

Вже будують обчислювальні машини, де в основному працюють тунельні діоди. І завдяки їх здатності працювати на дуже високих частотах машини виходять досить швидкодіючими. Здійснити кілька мільйонне додавання або віднімання в секунду для подібної машини – дрібниця.

А освоєння космосу? Ви, знаєте, що космічні кораблі доводиться захищати від шкідливих для здоров’я космічних променів високих енергій, від всякого роду радіації. Радіоактивне випромінювання шкідливо не тільки людині: електронна апаратура також вельми чутлива до нього. Американський супутник «Телстар-1» припинив роботу саме з цієї причини. Випромінювання, яке діяло на супутник, вивело з ладу кілька транзисторів. А тунельним діодам радіація не страшна Він не побоїться навіть атомного реактора! Значить, і апаратура на тунельних діодах буде володіти цією важливою властивістю: стійкістю до радіації.

Є у тунельних діодів ще одна приємна особливість. Вони мало шумлять. Що це означає? Коли ви налаштовуєте приймач, кімната наповнюється тріском, скреготом, одним словом, радіоперешкодами. Далека гроза, близько проїхав автомобіль, рентгенівська установка в поліклініці по сусідству або телефонна станція – всі вони народжують перешкоди. На ультракоротких хвилях перешкод майже зовсім немає. Але спробуйте там, не налаштувавшись на станцію, повернути ручку регулятора гучності вашого приймача на найбільше посилення. Ви почуєте шипіння, дзижчання. Звідки воно взялося? Винні радіолампи приймача. Це вони шумлять. Врахуйте, що інженери спеціально обрали ще малошумливі лампи, призначені саме для УКВ. А якщо взяти звичайні?.. Краще не треба!

Уявляєте, яка незручність – шуми ламп? Ви побудували незвичайно чутливий радіоприймач, розраховуєте прийняти виключно слабкі сигнали, а замість шумів нічого не приймете: шуми «заб’ють» корисну інформацію. Ось тому намагаються в таких приймачах використовувати можливо менш шумливі лампи. А наш діод – він шумить у сотні разів менше, ніж найкраща радіолампа. Значить, і тут у нього незаперечна перевага.

Але, звичайно, є області, де тунельні діоди не можуть конкурувати зі старими, перевіреними елементами. Спробуйте змусити діод працювати в низькочастотному підсилювачі, хоча б в підсилювачі радіопрогравача: нічого не вийде, не вистачить потужності. Тут потрібна радіолампа або потужний напівпровідниковий тріод. Не замінить діод радіолампу і в радіопередавачі, словом, скрізь, де потрібно віддавати значну потужність.

Автор: В. Евгеньев.