¿Qué es un transistor de germanio?

Un transistor de germanio es una variación en un transistor estándar construido en el elemento silicio, donde, en cambio, una aleación de silicio-silicio-alemanio se usa comúnmente para aumentar la velocidad de transmisión de las señales eléctricas. La velocidad de componentes eléctricos individuales se suma como un agregado y, por lo tanto, una matriz de transistores de germanio puede aumentar significativamente la velocidad de procesamiento de un circuito. El transistor de germanio es anterior a los diseños de silicio estándar, y se usaron comúnmente en los años 50 y 60. Su velocidad de rendimiento o voltaje de corte más bajo es superior al silicio, pero hoy en día, solo tienen aplicaciones especializadas.

Los transistores de silicio de germanio de semiconductores también están aleados con indio, galio o aluminio, y se han utilizado como reemplazos para otras matrices de transistores alternativas a silicon puros, aquellos construidos en galio. En aplicaciones de células solares, Germanio y Gallium-Arsenide se usan juntos, ya que tienen patrones de red de cristal similares. Las aplicaciones ópticas son unlugar común donde se emplea un transistor de germanio ahora, en parte porque el metal de germanio puro es transparente a la radiación infrarroja.

Las aleaciones de germanio ofrecen tasas de transmisión mejoradas en circuitos de alta velocidad sobre silicio, pero no están exentos de inconvenientes. La mayoría de las propiedades de un transistor de germanio caen por debajo de las de un transistor de silicio estándar, incluida la distribución máxima de energía que ofrecen, a unos 6 vatios versus más de 50 vatios para silicio y niveles más bajos de ganancia actual y frecuencias operativas. El transistor de germanio también tiene poca estabilidad de temperatura en comparación con el silicio. A medida que aumenta la temperatura, permiten pasar más corriente, lo que eventualmente resulta en su quema, y ​​los circuitos deben diseñarse para evitar esta posibilidad.

Uno de los mayores inconvenientes de un transistor de germanio es que muestra la fuga de corriente debido a la tendencia de germaniopara desarrollar dislocaciones de tornillo. Estos son excelentes crecimiento de la estructura cristalina, conocida como bigotes, que, con el tiempo, pueden acortar un circuito. La fuga de corriente de más de 10 micro-amperios puede ser un método para determinar que un transistor se basa en una base de germanio en lugar de silicio.

En comparación con el silicio, el germanio es un metal raro y costoso para el mío. Mientras que el silicio es fácil de obtener como cuarzo en forma cruda, el proceso de refinar el silicio de grado semiconductor (SGS) sigue siendo altamente técnico. Sin embargo, no representa los riesgos para la salud que hace germanio, donde se ha demostrado que el óxido de germanio y el germanio producido en el proceso de refinación tiene efectos neurotóxicos en el cuerpo.

Aunque el germanio se usa principalmente como transistores en aplicaciones de células solares y ópticas, el diodo de germanio también se emplea como un componente eléctrico debido a su menor voltaje de corte de aproximadamente 0.3 voltios versus 0.7 voltios para diodos de silicio. Esta ventaja única de germanio semiLos componentes del conductor los convierten en un objetivo para la incorporación en futuros componentes de alta velocidad, como el transistor de carbono de silicio-alemanio. Dichos transistores ofrecen los niveles de transmisión de ruido más bajos y son más adecuados para aplicaciones de radiofrecuencia para osciladores, transmisión de señal inalámbrica y amplificadores. Esto refleja el hecho de que uno de los usos originales para los componentes de germanio hace décadas fue en el diseño de radio.