Čo je to germánsky tranzistor?

- Mar 13, 2019-

Germaniový tranzistor je variáciou na štandardnom tranzistore postavenom na prvku kremík , kde sa namiesto toho bežne používa na zvýšenie prenosovej rýchlosti elektrických signálov zliatina kremíka a kremíka-germánia. Rýchlosť jednotlivých elektrických komponentov sa zvyšuje ako agregát, a preto germániové tranzistorové pole môže významne zvýšiť rýchlosť spracovania obvodu. Germaniový tranzistor predchádza štandardným silikónovým dizajnom a bežne sa používali v 50. a 60. rokoch. Ich priepustnosť alebo nižšie vypínacie napätie je lepšie ako kremík, ale dnes majú iba špecializované aplikácie.

Semiconductor germanium silikónové tranzistory sú tiež legované indiom , galiom , alebo hliníkom, a boli použité ako náhrada za inú alternatívu k čisto silikónovým tranzistorovým poliam, ktoré sú postavené na gallium-arsenide. V aplikáciách solárnych článkov sa germánium a gálium-arsenid používajú spoločne, pretože majú podobné kryštálové mriežkové vzory. Aplikácie optiky sú bežným miestom, kde sa teraz používa germániový tranzistor, čiastočne preto, že čistý germániový kov je transparentný pre infračervené žiarenie.

Zliatiny germánia ponúkajú zlepšené prenosové rýchlosti vo vysokorýchlostnom obvode oproti kremíku, ale nie sú bez nevýhod. Väčšina vlastností germániového tranzistora klesá pod úroveň štandardného silikónového tranzistora, vrátane maximálneho rozdelenia výkonu, ktoré ponúkajú, pri približne 6 wattoch oproti viac ako 50 wattom pre kremík a nižšej úrovni prúdového zisku a prevádzkových frekvencií. Nemecký tranzistor má tiež nízku teplotnú stabilitu v porovnaní s kremíkom. S rastúcou teplotou umožňujú prechádzať viac prúdu, čo môže viesť k ich vyhoreniu a obvody musia byť navrhnuté tak, aby zabránili tejto možnosti.

Jednou z najväčších nevýhod germániového tranzistora je to, že v dôsledku tendencie germánia vyvíjať dislokácie skrutiek zobrazuje prúdový únik. Toto sú jemné výrastky kryštalickej štruktúry, známej ako fúzy, ktoré v priebehu času môžu skratovať obvod. Súčasný únik viac ako 10 mikro-zosilňovačov môže byť metódou stanovenia, že tranzistor je postavený na báze germánia namiesto kremíka.

V porovnaní so silikónom je germánium vzácnym a drahým kovom. Zatiaľ čo kremík sa dá ľahko získať ako kremeň v surovej forme, proces rafinácie kremíka polovodičovej kvality (SGS) je stále vysoko technický. Nepredstavuje však zdravotné riziká, ktoré spôsobuje germánia, kde sa ukázalo, že oxid germánia a germánia produkovaný pri rafinácii majú neurotoxické účinky na organizmus.

Aj keď sa germánium primárne používa ako tranzistory v solárnych článkoch a optických aplikáciách, germániová dióda sa tiež používa ako elektrická zložka v dôsledku nižšieho medzného napätia okolo 0,3 voltu oproti 0,7 voltu pre silikónové diódy. Táto jedinečná výhoda germániových polovodičových súčiastok z nich robí cieľ pre začlenenie do budúcich vysokorýchlostných komponentov, ako napríklad tranzistora z kremíka a germánia. Takéto tranzistory ponúkajú najnižšie úrovne prenosu hluku a sú najvhodnejšie pre rádiofrekvenčné aplikácie pre oscilátory, bezdrôtový prenos signálu a zosilňovače. To odráža skutočnosť, že jedno z pôvodných použití pre komponenty germánia pred desiatkami rokov bolo v dizajne rádia.