Un ricevitore radio a cristallo è la prima forma di radio inventata e iniziò a essere prodotta dopo che la proprietà rettificatrice dei cristalli fu scoperta nel 1874 dall’inventore tedesco Karl Braun. Molte forme cristalline, come la galena minerale o il solfuro di piombo, che serviva come componente cristallino delle prime radio cristalline, consentono alla corrente elettrica di passare principalmente in una sola direzione. Ciò li rende utili per convertire i segnali di onde radio in corrente alternata (AC) in segnali di corrente continua (DC) in modo che le trasmissioni audio possano essere disaccoppiate dall’onda portante radio e ascoltate. Il principio della rettifica dei cristalli ha portato a un’ampia produzione di ricevitori radio a cristallo in tutto il mondo, compreso il loro uso comune nella prima guerra mondiale. Poiché non richiedevano batterie per funzionare ed erano semplici da costruire, si diffusero fino all’invenzione delle batterie. amplificatori alimentati e tubi a vuoto resero possibili ricevitori radio più potenti nei primi anni ‘1920.
Un set di cristalli può essere costruito con solo quattro parti funzionali. Questi includono: l’antenna, la bobina di sintonia, il rilevatore di cristalli e gli auricolari. L’antenna serve per catturare tutte le onde radio ambientali presenti in una posizione designata e incanalare la loro potenza nella radio a cristalli come corrente elettrica. La bobina di sintonizzazione è un avvolgimento di filo di rame che viene utilizzato per sintonizzare la maggior parte delle onde radio presenti in modo che solo quella desiderata venga ulteriormente elaborata. Questa frequenza di onde radio prescelta viene incanalata nel rivelatore a cristalli, che separa l’onda radio portante dal segnale audio che si accumula su di essa mentre viaggia nell’aria. Poiché il segnale audio è solitamente piuttosto debole in assenza di un amplificatore alimentato a batteria, gli auricolari vengono quindi utilizzati per ascoltare la radio a cristalli per massimizzare i livelli di volume.
A partire dal 2011, le radio a cristallo sono ancora realizzate come oggetto di esperimenti scientifici scolastici e da hobbisti elettrici, ma i loro bassi livelli di potenza e la capacità limitata di catturare segnali radio lontani le hanno rese obsolete come prodotti commerciali. I componenti moderni li hanno anche resi più facili da costruire. Ciò include la sostituzione del ricevitore baffo del gatto con un diodo a cristallo a stato solido. Il design originale del cristallo utilizzava un cristallo naturale con il quale entrava in contatto un elettrodo a baffo di gatto. L’elettrodo doveva essere spostato sul cristallo fino a trovare un punto in cui la struttura del reticolo cristallino avrebbe trasmesso un segnale agli auricolari.
I diodi a cristallo utilizzano lo stesso principio di rettifica del ricevitore a baffo del gatto, ma non richiedono alcuna regolazione manuale per trasmettere un segnale radio una volta che è stato sintonizzato dalla bobina di sintonia. Diversi tipi di cristalli semiconduttori sono stati utilizzati per svolgere questo ruolo oltre alla galena, tra cui carburo di silicio, pirite di ferro e zincite-bornite. Qualsiasi materiale che ha una proprietà elettrica semiconduttrice può anche funzionare al posto di un vero cristallo in una radio di cristallo. Ciò include oggetti comuni come i penny americani di rame che hanno acquisito una superficie ossidata e semiconduttiva ossidata con l’età, ma i cristalli stessi sono il materiale più semplice con cui lavorare nella costruzione di una radio di cristallo e il più efficace.