Германий транзисторлору микротолкундуу кремний аппараттары менен кеңири алмаштырылганга чейин жарым өткөргүч электроникасынын биринчи декадасында гүлдөп турган. Бул макалада биз транзисторлордун биринчи түрү эмне үчүн дагы эле музыка индустриясында маанилүү элемент болуп саналаарын жана жакшы үндү билгендер үчүн өтө маанилүү экенин талкуулайбыз.
Элементтин жаралышы
Германий 1886-жылы Германиянын Фрайберг шаарында Клеменс жана Винклер тарабынан ачылган. Бул элементтин бар болушун Менделеев алдын ала анын атомдук салмагын 71ге, ал эми тыгыздыгын 5,5 г/см3 деп алдын ала айткан.
1885-жылы күздүн башында Фрайбергге жакын жердеги Химмельсфюрст күмүш кенинде иштеген шахтер адаттан тыш рудага чалынып калат. Ал жакын жердеги Тоо-кен академиясынан Альбин Вайсбахка берилип, ал жаңы минерал экенин тастыктады. Ал өз кезегинде кесиптеши Винклерден казып алууну талдап көрүүнү суранган. Винклер муну ачкантабылган химиялык элементтин 75% күмүш, 18% күкүрт, окумуштуу табылганын калган 7% көлөмүнүн курамын аныктай алган жок.
1886-жылдын февралында ал бул металлга окшош жаңы элемент экенин түшүнгөн. Анын касиеттери текшерилгенде, ал кремнийден төмөн жайгашкан мезгилдик таблицада жетишпеген элемент экени белгилүү болду. Ал келип чыккан минерал аргиродит катары белгилүү - Ag 8 GeS 6. Бир нече ондогон жылдардан кийин бул элемент үн үчүн германий транзисторлорунун негизин түзөт.
Германия
19-кылымдын аягында германий биринчи жолу немис химиги Клеменс Винклер тарабынан бөлүнүп чыккан жана аныкталган. Винклердин мекенинин аты менен аталган бул материал көптөн бери электр өткөргүчтүгү аз металл катары эсептелип келген. Бул билдирүү Экинчи дүйнөлүк согуш учурунда кайра каралып чыккан, анткени германийдин жарым өткөргүч касиеттери ошондо ачылган. Согуштан кийинки жылдарда германийден турган приборлор кеңири тараган. Бул учурда германий транзисторлорун жана ушул сыяктуу приборлорду чыгарууга болгон муктаждыкты канааттандыруу керек эле. Ошентип, АКШда германий ондуруу 1946-жылдагы бир нече жуз килограммдан 1960-жылга карата 45 тоннага чейин осту.
Хроника
Транзисторлордун тарыхы 1947-жылы Нью-Джерсиде жайгашкан Bell Laboratories менен башталат. Бул процесске үч мыкты америкалык физик катышты: Джон Бардин (1908-1991), Уолтер Браттайн (1902-1987) жана Уильям Шокли (1910-1989).
Шокли жетектеген команда күчөткүчтүн жаңы түрүн иштеп чыгууга аракет кылышканАКШнын телефон системасы, бирок алар ойлоп тапкан нерсе алда канча кызыктуу болуп чыкты.
Бардин менен Браттайн биринчи транзисторду 1947-жылы 16-декабрда шейшембиде курушкан. Ал чекиттик контакт транзистору катары белгилүү. Шокли бул долбоордун үстүндө көп иштеген, ошондуктан анын четке кагылганына ачууланып, ачууланганы таң калыштуу эмес. Көп өтпөй ал жалгыз өзү бириктирүүчү транзистордун теориясын түзгөн. Бул аппарат чекиттүү контакт транзисторунан көп жагынан жогору.
Жаңы дүйнөнүн жаралышы
Бардин Белл лабораториясынан академик болуу үчүн кетип жатканда (ал Иллинойс университетинде германий транзисторлорун жана супер өткөргүчтөрүн изилдөөнү уланткан), Браттайн окутуучулукка өткөнгө чейин бир аз иштеген. Шокли өзүнүн транзисторлорду чыгаруучу компаниясын ачып, уникалдуу жерди - Силикон өрөөнүн жараткан. Бул Калифорниядагы Пало-Альтонун тегерегиндеги ири электроникалык корпорациялар жайгашкан гүлдөгөн аймак. Анын эки кызматкери Роберт Нойс жана Гордон Мур дүйнөдөгү эң ири чип чыгаруучу Intel компаниясын негиздешкен.
Бардин, Браттейн жана Шокли 1956-жылы ачылыштары үчүн дүйнөнүн эң жогорку илимий сыйлыгы болгон физика боюнча Нобель сыйлыгын алышканда кыска убакытка кайрадан жолугушкан.
Патент мыйзамы
Түпнуска контакттык транзистордун дизайны 1948-жылы июнда Джон Бардин жана Уолтер Браттейн тарабынан берилген АКШ патентинде баяндалган (оригиналдуу ачылыштан алты ай өткөндөн кийин). Патент 1950-жылдын 3-октябрында берилгенжылдын. Жөнөкөй PN транзисторунун жука үстүнкү катмары P-типтеги германий (сары) жана N-типтеги германийдин (кызгылт сары) төмөнкү катмары болгон. Германий транзисторлорунун үч төөнөгүчтөрү болгон: эмиттер (E, кызыл), коллектор (C, көк) жана база (G, жашыл).
Жөнөкөй сөз менен айтканда
Транзистордук үн күчөткүчтүн иштөө принциби суу кранынын иштөө принцибине окшоштук келтирсек айкыныраак болот: эмитент - түтүк, ал эми коллектор - кран. Бул салыштыруу транзистор кандай иштээрин түшүндүрүүгө жардам берет.
Транзистор суу чоргосу деп элестетели. Электр тогу суу сыяктуу иштейт. Транзистордун үч терминалы бар: база, коллектор жана эмитент. База крандын туткасы сыяктуу иштейт, коллектор кранга агып жаткан суу сыяктуу иштейт, эмитент суу агып чыккан тешик сыяктуу иштейт. Крандын туткасын бир аз буруп, сиз суунун кубаттуу агымын башкара аласыз. Эгерде сиз крандын туткасын бир аз бурсаңыз, анда суунун агымы бир топ жогорулайт. Крандын туткасы толугу менен жабылса, суу чыкпайт. Эгер баскычты аягына чейин бурсаңыз, суу тезирээк агып кетет.
Иштөө принциби
Мурда айтылгандай, германий транзисторлору үч байланышка негизделген схемалар: эмиттер (E), коллектор (C) жана база (B). База коллектордон эмиттерге чейинки токту башкарат. Коллектордон эмитентке өткөн ток базалык токко пропорционал. Эмитенттик ток же базалык ток hFEге барабар. Бул орнотуу коллектордук резисторду (RI) колдонот. Эгерде ток Ic аркылуу агып кетсеRI, бул резистор боюнча чыңалуу түзүлөт, ал Ic x RI продуктусуна барабар. Бул транзистордогу чыңалуу: E2 - (RI x Ic) экенин билдирет. Ic болжол менен Ieге барабар, ошондуктан IE=hFE x IB болсо, анда Ic да hFE x IBге барабар. Демек, алмаштыруудан кийин транзисторлордогу чыңалуу (E) E2 (RI x le x hFE).
Функциялар
Транзистордук аудио күчөткүч күчөтүү жана которуу функцияларына курулган. Радиону мисал катары алсак, радионун атмосферадан алган сигналдары өтө алсыз. Радио бул сигналдарды динамиктин чыгышы аркылуу күчөтөт. Бул "көбөйтүү" функциясы. Мисалы, германий транзистору gt806 импульстук түзүлүштөрдө, конвертерлерде жана ток менен чыңалуу стабилизаторлорунда колдонууга арналган.
Аналогдук радио үчүн сигналды жөн гана күчөтүү динамиктер үн чыгарат. Бирок, санариптик түзүлүштөр үчүн киргизүү толкун формасын өзгөртүү керек. Компьютер же MP3 ойноткуч сыяктуу санариптик түзүлүш үчүн транзистор сигнал абалын 0 же 1ге которушу керек. Бул "которуу функциясы"
Сиз транзисторлор деп аталган татаал компоненттерди таба аласыз. Кеп суюк кремний инфильтрациясынан жасалган интегралдык схемалар жөнүндө болуп жатат.
Советтик Силикон өрөөнү
Совет доорунда, 60-жылдардын башында Зеленоград шаары андагы Микроэлектроника борборун уюштуруу үчүн трамплинге айланган. Советтик инженер Щигол Ф. А. 2T312 транзисторун жана анын аналогу 2T319ду иштеп чыгат, ал кийинчерээк болуп калды.гибриддик схемалардын негизги компоненти. Дал ушул адам СССРде германий транзисторлорун чыгарууга негиз салган.
1964-жылы Ангстрем заводу Тактык технологиялар илим-изилдөө институтунун базасында микросхемада 20 элементи бар биринчи IC-Path интегралдык схемасын түзгөн, ал транзисторлордун резистивдүү байланыштары бар комбинациясынын милдетин аткарган.. Ошол эле учурда дагы бир технология пайда болду: биринчи жалпак транзисторлор "Плане" ишке киргизилди.
1966-жылы Пульсар илим-изилдее институтунда жалпак интегралдык схемаларды чыгаруу боюнча биринчи тажрыйба станциясы иштей баштаган. NIIMEде доктор Валиевдин тобу логикалык интегралдык микросхемалар менен сызыктуу резисторлорду чыгара башташты.
1968-жылы Пульсар илим-изилдөө институту байланыш, телекөрсөтүү, радио уктуруу үчүн арналган KD910, KD911, KT318 жука пленкалуу ачык рамкалуу жалпак транзистордук гибриддик ИСтин биринчи бөлүгүн чыгарган.
Массалык колдонулуучу санариптик ИКтери бар сызыктуу транзисторлор (155-тип) DOE илимий-изилдөө институтунда иштелип чыккан. 1969-жылы советтик физик Ж. И. Альферов галлий арсенидинин системасынын негизинде гетерструктураларда электрон жана жарык агымдарын башкаруу теориясын дүйнөгө ачкан.
Өткөн менен келечек
Биринчи сериялык транзисторлор германийдин негизинде түзүлгөн. P-тип жана N-түрү германий бириктирилген транзисторду түзүү үчүн бириктирилген.
Америкалык Fairchild Semiconductor компаниясы 1960-жылдары пландык процессти ойлоп тапкан. Бул жерде транзисторлорду өндүрүү үчүнкремний жана фотолитография жакшыртылган өнөр жай масштабында кайталанышы үчүн колдонулган. Бул интегралдык микросхемалардын идеясына алып келди.
Германий жана кремний транзисторлорунун олуттуу айырмачылыктары төмөнкүдөй:
- силикон транзисторлору алда канча арзан;
- кремний транзисторунун босого чыңалуусу 0,7V, ал эми германийдин босого чыңалуусу 0,3V;
- силикон 200°C, германий 85°C температурага туруштук берет;
- кремнийдин агып кетүү агымы nA менен, германий үчүн мА менен өлчөнөт;
- PIV Si Ge караганда чоңураак;
- Ge сигналдардагы кичинекей өзгөрүүлөрдү аныктай алат, андыктан алар жогорку сезгичтигинен улам эң "музыкалуу" транзисторлор.
Аудио
Аналогдук аудио жабдууларда жогорку сапаттагы үн алуу үчүн, сиз чечишиңиз керек. Эмнени тандоо керек: заманбап интегралдык схемалар (ICs) же германий транзисторлорундагы ULF?
Транзисторлордун алгачкы күндөрүндө окумуштуулар жана инженерлер аппараттардын негизин түзө турган материалды талашкан. Мезгилдик системанын элементтеринин ичинен кээ бирлери өткөргүчтөр, башкалары изоляторлор. Бирок кээ бир элементтерди жарым өткөргүчтөр деп атоого мүмкүндүк берген кызыктуу касиети бар. Кремний жарым өткөргүч жана бүгүнкү күндө өндүрүлгөн дээрлик бардык транзисторлордо жана интегралдык схемаларда колдонулат.
Бирок кремний транзистор жасоо үчүн ылайыктуу материал катары колдонулганга чейин, ал германий менен алмаштырылган. Кремнийдин германийге караганда артыкчылыгы, негизинен, жетишүүгө мүмкүн болгон жогорку кирешеге байланыштуу болгон.
Ар түрдүү өндүрүүчүлөрдүн германий транзисторлору көбүнчө бири-биринен айырмаланган мүнөздөмөлөргө ээ болсо да, кээ бир түрлөрү жылуу, бай жана динамикалык үн чыгарат деп эсептелет. Үндөр кычыраган жана тегиз эместен тартып, ортодогу өңдүү жана жалпак үнгө чейин өзгөрүшү мүмкүн. Албетте, мындай транзистор күчөтүүчү түзүлүш катары дагы изилдөөгө татыктуу.
Аракет үчүн кеңеш
Радио компоненттерин сатып алуу - бул жумушуңузга керектүү нерселердин баарын таба ала турган процесс. Эксперттер эмне дешет?
Көптөгөн радио ышкыбоздорунун жана жогорку сапаттагы үндү билүүчүлөрдүн айтымында, P605, KT602, KT908 сериялары эң музыкалык транзисторлор катары таанылган.
Стабилизаторлор үчүн Siemens, Philips, Telefunken компанияларынын AD148, AD162 серияларын колдонгон жакшы.
Сын-пикирлерге караганда, германий транзисторлорунун эң күчтүүсү - GT806, ал P605 сериясына салыштырмалуу жеңет, бирок тембр жыштыгы боюнча, акыркысына артыкчылык берген жакшы. KT851 жана KT850 түрүнө, ошондой эле талаа эффективдүү транзистор KP904ке көңүл буруу керек.
P210 жана ASY21 түрлөрү сунушталбайт, анткени алардын үн мүнөздөмөлөрү начар.
Гитаралар
Германий транзисторлорунун ар кандай маркалары ар кандай мүнөздөмөлөргө ээ болсо да, алардын бардыгын динамикалык, бай жана жагымдуу үн түзүү үчүн колдонсо болот. Алар гитаранын үнүн өзгөртүүгө жардам беретинтенсивдүү, үнсүз, катаал, жылмакай же булардын айкалышы сыяктуу кеңири диапазондо. Кээ бир түзмөктөрдө алар гитара музыкасына эң сонун ойноо, өтө сезгич жана жумшак үн берүү үчүн кеңири колдонулат.
Германий транзисторлорунун негизги кемчилиги эмнеде? Албетте, алардын күтүүсүз жүрүм-туруму. Эксперттердин пикири боюнча, бир нече жолу тестирлөөдөн кийин сиз үчүн туураны табуу үчүн, башкача айтканда, жүздөгөн транзисторлорду сатып алуу үчүн радио компоненттерин ири сатып алуу керек болот. Бул кемчиликти студиянын инженери жана музыкант Захари Векс винтаждык үн эффекттеринин блокторун издеп жатканда аныктаган.
Vex белгилүү пропорцияларда түпнуска Fuzz бирдиктерин аралаштырып, гитара музыкасынын үнүн айкыныраак кылуу үчүн Fuzz гитара эффекттеринин бирдиктерин түзө баштады. Ал бул транзисторлорду ийгиликке гана таянып, эң жакшы комбинацияны алуу үчүн потенциалын сынабастан колдонгон. Акыр-аягы, ал кээ бир транзисторлордун үнү ылайыксыз болгондуктан баш тартууга аргасыз болгон жана өзүнүн заводунда германий транзисторлору менен жакшы Fuzz блокторун чыгара баштаган.
