Hva er en germanium -transistor?
En germaniumtransistor er en variasjon på en standardtransistor bygget på elementet silisium, der i stedet en silisium-silisium-germaniumlegering ofte brukes til å øke overføringshastigheten til elektriske signaler. Individuell elektrisk komponenthastighet legger opp som et aggregat, og derfor kan en germanium -transistor -matrise øke behandlingshastigheten til en krets betydelig. Germanium -transistoren går foran standard silisiumdesign, og de ble ofte brukt på 1950- og 60 -tallet. Deres gjennomstrømningshastighet eller lavere avskjæringsspenning er overlegen silisium, men i dag har de bare spesialiserte applikasjoner.
Semiconductor Germanium-silisiumtransistorer er også legert med indium, gallium eller aluminium, og har blitt brukt som erstatning for et annet alternativ til ren-silikontransistor, de bygde gallen-gallen. I solcelleapplikasjoner brukes germanium og gallium-arsenid sammen, da de har lignende krystallgittermønstre. Optikkapplikasjoner er enVanlig sted hvor en germaniumtransistor brukes nå, delvis fordi rent germaniummetall er gjennomsiktig til infrarød stråling.
Germanium-legeringer tilbyr forbedrede overføringshastigheter i høyhastighetskretser over silisium, men de er ikke uten ulemper. De fleste egenskapene til en germaniumtransistor faller under en standard silisiumtransistor, inkludert den maksimale strømfordelingen de tilbyr, på rundt 6 watt kontra over 50 watt for silisium, og lavere nivåer av strømforsterkning og driftsfrekvenser. Germanium -transistoren har også dårlig temperaturstabilitet sammenlignet med silisium. Når temperaturen øker, tillater de at mer strøm passerer, noe som til slutt resulterer i utbrenning, og kretsløp må utformes for å forhindre denne muligheten.
En av de største ulempene med en germanium -transistor er at den viser gjeldende lekkasje på grunn av tendensen til GermaniumFor å utvikle skrueforskyvninger. Dette er fine utvekster av den krystallinske strukturen, kjent som whiskers, som over tid kan kortslutte en krets. Nåværende lekkasje på over 10 mikro-ampere kan være en metode for å bestemme at en transistor er bygget på en base av germanium i stedet for silisium.
Sammenlignet med silisium er germanium et sjeldent og dyrt metall for gruve. Mens silisium er lett å få tak i som kvarts i rå form, er prosessen med å raffinere silisium i halvlederklasse (SGS) fremdeles et veldig teknisk. Likevel utgjør det ikke helsefare som Germanium gjør, der Germanium og Germanium -oksyd produsert i raffineringsprosessen har vist seg å ha nevrotoksiske effekter på kroppen.
Selv om germanium først og fremst brukes som transistorer i solcelle- og optiske anvendelser, brukes Germanium-dioden også som en elektrisk komponent på grunn av den nedre avskjæringsspenningen på omtrent 0,3 volt mot 0,7 volt for silisiumdioder. Denne unike fordelen med Germanium Semilederkomponenter gjør dem til et mål for inkorporering i fremtidige høyhastighetskomponenter, for eksempel silisium-germanium karbontransistor. Slike transistorer tilbyr de laveste støyoverføringsnivåene og er best egnet til radiofrekvensapplikasjoner for oscillatorer, trådløs signaloverføring og forsterkere. Dette gjenspeiler det faktum at en av de opprinnelige bruksområdene for Germanium -komponenter for flere tiår siden var i radiostesign.