Qu'est-ce qu'un transistor de germanium?

Un transistor de germanium est une variation d'un transistor standard construit sur le silicium d'élément, où, plutôt, un alliage de silicium-silicium-alémanium est couramment utilisé pour augmenter la vitesse de transmission des signaux électriques. La vitesse individuelle des composants électriques s'additionne comme un agrégat et, par conséquent, un réseau de transistors germanium peut augmenter considérablement la vitesse de traitement d'un circuit. Le transistor de germanium est antérieur à des conceptions de silicium standard et ils étaient couramment utilisés dans les années 50 et 60. Leur vitesse de débit ou la tension de coupure inférieure est supérieure au silicium, mais, aujourd'hui, ils n'ont que des applications spécialisées.

Les transistors en silicium germanium semi-conducteurs sont également alliés avec de l'indium, du gallium ou de l'aluminium, et ont été utilisés comme remplaçants pour une autre alternative à des artiètes de transistors pure-silicine, ceux construits sur des arsen de gallium. Dans les applications de cellules solaires, le germanium et le gallium-arséniure sont utilisés ensemble car ils ont des modèles de réseau cristallin similaires. Les applications optiques sont unlieu commun où un transistor de germanium est utilisé maintenant, en partie parce que le métal germanium pur est transparent aux rayonnements infrarouges.

Les alliages de germanium offrent des taux de transmission améliorés dans les circuits à grande vitesse sur le silicium, mais ils ne sont pas sans inconvénients. La plupart des propriétés d'un transistor de germanium tombent en dessous de celles d'un transistor standard de silicium, y compris la distribution de puissance maximale qu'ils offrent, à environ 6 watts contre plus de 50 watts pour le silicium, et des niveaux inférieurs de gain de courant et de fréquences de fonctionnement. Le transistor de germanium a également une mauvaise stabilité de la température par rapport au silicium. À mesure que la température augmente, ils permettent à plus de courant de passer, ce qui entraîne finalement leur brûlage et les circuits doivent être conçus pour empêcher cette possibilité.

L'un des plus grands inconvénients d'un transistor de germanium est qu'il affiche des fuites actuelles en raison de la tendance du germaniumpour développer des dislocations à vis. Ce sont des excroissances fines de la structure cristalline, connue sous le nom de moustaches, qui, au fil du temps, peut court-circuiter un circuit. La fuite de courant de plus de 10 micro-ampères peut être une méthode pour déterminer qu'un transistor est construit sur une base de germanium au lieu du silicium.

Par rapport au silicium, le germanium est un métal rare et cher à mien. Alors que le silicium est facile à obtenir en tant que quartz sous forme brute, le processus de raffinage de silicium de qualité semi-conducteur (SGS) est toujours très technique. Néanmoins, il ne pose pas les risques pour la santé que fait le germanium, où l'oxyde de germanium et de germanium produit dans le processus de raffinage se sont avérés avoir des effets neurotoxiques sur le corps.

Bien que le germanium soit principalement utilisé comme transistors dans les applications de cellules solaires et optiques, la diode de germanium est également utilisée comme composant électrique en raison de sa tension de coupure inférieure d'environ 0,3 volts contre 0,7 volts pour les diodes de silicium. Cet avantage unique du semi-germaniumLes composants du conducteur en font une cible d'incorporation dans de futurs composants à grande vitesse, tels que le transistor de carbone au silicium-allemanium. Ces transistors offrent les niveaux de transmission de bruit les plus bas et sont les mieux adaptés aux applications radiofréquences pour les oscillateurs, la transmission du signal sans fil et les amplificateurs. Cela reflète le fait que l'une des utilisations originales des composants de germanium il y a des décennies était dans la conception radio.