SiダイオードとGeダイオードの電流の立ち上がり時間について

質問

シリコンダイオードとゲルマニウムダイオードに正のパルス波を加えたときの、立ち上がり時間がシリコンの方が早かったのですが、それはどういった理由によるのでしょうか？分かる方よろしくお願いしますm--m

回答No.3

mmky

追伸まで
[移動度はＧｅの方が高くて、エネルギー準位もＧｅの方が小さかったので困ってます]

移動度が大きく、エネルギー準位が低いということは、単なる抵抗体に近いということですね。ゲルマニウムベースのダイオードの静特性は抵抗体の電圧・電流特性（オームの法則）に近いということでしょうか。ダイオードに望まれるものは、エネルギー準位がそこそこ高くて、それを超えると急激に電流が流れるという性質をもつことです。シリコンベースのPN型ダイオードはその性質に合致しているということでしょう。

回答No.2

nta

実験ではスイッチング時間を見る際にパルス波を加えて大振幅動作をさせているのではないかと思います。シリコンに比べてゲルマニウムダイオードは大電流を流しにくいので大振幅では負けてしまいます。不飽和の小信号レベルで比べてみれば違う結果が出たとは思いますが、一方でどこにでもあるようなパルスジェネレータを信号源としたのではジェネレータ自体の立ち上がり時間に隠されて本当の応答速度が出てこないという実験上の問題点もあるように思います。視点を変えて高周波信号を入力して３次高調波歪みを測定するという実験方法もあるかと思います。
さらにいえばシリコンダイオードにもショットキバリアやPinといった高速スイッチングに向いたダイオードもあるので、比較するのであれば同じ半導体構造のものをお使いください。

回答No.1

mmky

参考程度に
「ダイオードの順方向ＶＩ特性」を比較するとわかります。ミクロ的には、ゲルマニウムダイオードのほうが早く立ちあがりますが、二次曲線の様相でゆっくり電流が増加します。シリコンダイオードはミクロ的にはゲルマニウムダイオードに負けるのですが0.5から0.7V付近で電流が急激に増加しますので、この付近でゲルマニウムダイオードの電流量を越えます。ということで動的には正のパルス波を加えると立ち上がり時間（規定方法によります。）はシリコンダイオードのほうがよい結果になります。
「ダイオードの順方向ＶＩ特性」で検索すると静的な電圧対電流量の比較表は見つかります。

補足

返信ありがとうございます！ダイオードの順方向ＶＩ特性でシリコンの方が早いことは分かったのですが、原子レベルで考えたとき、シリコンとゲルマニウムのどういった違いによって特性の傾きに違いが出たのでしょうか？移動度や、エネルギー準位のによるのかと思って調べてみたのですが、移動度はＧｅの方が高くて、エネルギー準位もＧｅの方が小さかったので困ってます＾＾；