Hvad er en germaniumtransistor?
En germaniumtransistor er en variation på en standardtransistor, der er bygget på elementet silicium, hvor en silicium-silicium-germanium-legering i stedet bruges til at øge transmissionshastigheden for elektriske signaler. Individuel elektrisk komponenthastighed tilføjes som et aggregat, og derfor kan en germaniumtransistor -array markant øge behandlingshastigheden for et kredsløb. Germaniumtransistoren foregår standard siliciumdesign, og de blev ofte brugt i 1950'erne og 60'erne. Deres gennemstrømningshastighed eller lavere afskæringsspænding er bedre end silicium, men i dag har de kun specialiserede applikationer.
halvleder Germanium siliciumtransistorer er også legeret med indium, gallium eller aluminium og er blevet brugt som erstatning for et andet alternativ til ren-siliciumtransistorarrays, der er bygget på gallium-arssenid. I solcelleanvendelser bruges germanium og gallium-arsenid sammen, da de har lignende krystalgittermønstre. Optikapplikationer er enAlmindeligt sted, hvor en germaniumtransistor anvendes nu, delvis fordi rent germaniummetal er gennemsigtigt for infrarød stråling.
Germaniumlegeringer tilbyder forbedrede transmissionshastigheder i højhastighedskredsløb over silicium, men de er ikke uden deres ulemper. De fleste egenskaber ved en germaniumtransistor falder under dem fra en standard siliciumtransistor, inklusive den maksimale effektfordeling, de tilbyder, omkring 6 watt mod over 50 watt for silicium og lavere niveauer af strømforøgelse og driftsfrekvenser. Germaniumtransistoren har også dårlig temperaturstabilitet sammenlignet med silicium. Efterhånden som temperaturen stiger, tillader de mere strøm at passere, hvilket til sidst resulterer i deres udbrænding, og kredsløb skal være designet til at forhindre denne mulighed.
En af de største ulemper ved en germaniumtransistor er, at den viser den aktuelle lækage på grund af germaniumat udvikle skruedislokationer. Dette er fine udvækster af den krystallinske struktur, kendt som whiskers, at med tiden kan kort for at udjævne et kredsløb. Aktuel lækage på over 10 mikro-ampere kan være en metode til at bestemme, at en transistor er bygget på en base af germanium i stedet for silicium.
Sammenlignet med silicium er germanium et sjældent og dyrt metal at min. Mens silicium er let at opnå som kvarts i rå form, er processen med at raffinere halvlederkvalitet silicium (SGS) stadig en meget teknisk. Ikke desto mindre udgør det ikke de sundhedsfarer, som germanium gør, hvor germanium og germaniumoxid produceret i raffineringsprocessen har vist sig at have neurotoksiske virkninger på kroppen.
Selvom germanium primært bruges som transistorer i solcelle og optiske anvendelser, anvendes germaniumdioden også som en elektrisk komponent på grund af dens lavere afskæringsspænding på ca. 0,3 volt mod 0,7 volt til siliciumdioder. Denne unikke fordel ved germanium semiDirigentkomponenter gør dem til et mål for inkorporering i fremtidige højhastighedskomponenter, såsom silicium-germaniumkarbontransistor. Sådanne transistorer tilbyder de laveste støjoverførselsniveauer og er bedst egnede til radiofrekvensanvendelser til oscillatorer, trådløs signaloverførsel og forstærkere. Dette afspejler det faktum, at en af de originale anvendelser til germaniumkomponenter siden var i radiostesign.