Germanyum Transistörü Nedir?

Bir germanyum transistörü, silikon elementi üzerine inşa edilmiş standart bir transistörün bir varyasyonu olup, bunun yerine, elektrik sinyallerinin iletim hızını arttırmak için yaygın olarak bir silikon-silikon-germanyum alaşımı kullanılır. Bireysel elektrikli bileşen hızı, agrega olarak toplanır ve bu nedenle, bir germanyum transistör dizisi bir devrenin işlem hızını önemli ölçüde artırabilir. Germanyum transistörü standart silikon tasarımlardan önce gelir ve 1950'lerde ve 60'larda yaygın olarak kullanılırlardı. Çıkış hızları veya düşük kesme voltajları silikondan üstündür, ancak günümüzde sadece özel uygulamalara sahiptirler.

Yarı iletken germanyum silikon transistörleri ayrıca indiyum, galyum veya alüminyum ile alaşımlıdır ve galyum-arsenit üzerine inşa edilen saf silikon transistor dizilerine bir alternatif olarak kullanılmıştır. Güneş pili uygulamalarında germanyum ve galyum-arsenit, benzer kristal kafes desenlerine sahip oldukları için birlikte kullanılır. Optik uygulamalar, kısmen saf germanyum metalinin kızılötesi radyasyona karşı şeffaf olması nedeniyle, şimdi bir germanyum transistörün kullanıldığı yaygın bir yerdir.

Germanyum alaşımları silisyum üzerindeki yüksek hızlı devrelerde daha yüksek iletim hızları sunar, ancak bunların dezavantajları yoktur. Bir germanyum transistörün çoğu özelliği, sundukları maksimum güç dağılımı, silikon için 50 watt'a karşılık yaklaşık 6 watt ve düşük akım akımları ve çalışma frekansları dahil olmak üzere standart bir silikon transistörün özelliklerinin altına düşmektedir. Germanyum transistörü, silikon ile karşılaştırıldığında düşük sıcaklık kararlılığına sahiptir. Sıcaklık arttıkça, daha fazla akımın geçmesine izin verir, sonunda yanmalarına neden olur ve devrelerin bu olasılığı önlemek için tasarlanması gerekir.

Bir germanyum transistörünün en büyük dezavantajlarından biri, germanyumun vida yerinden çıkma eğilimi göstermesi nedeniyle mevcut sızıntıyı göstermesidir. Bunlar, zaman içinde devrelere kısa devre yapabilecek, bıyık olarak bilinen kristal yapının ince büyümeleridir. 10'dan fazla mikro amperden oluşan akım kaçağı, bir transistörün silikon yerine germanyum bazı üzerine inşa edildiğini belirleme yöntemi olabilir.

Silikon ile karşılaştırıldığında germanyum, benim için nadir ve pahalı bir metaldir. Hammaddede ham madde olarak kuvars olarak elde edilmesi kolay olmakla birlikte, yarı iletken dereceli silikonun (SGS) rafine edilmesi işlemi hala oldukça tekniktir. Bununla birlikte, rafinaj işleminde üretilen germanyum ve germanyum oksidin vücut üzerinde nörotoksik etkileri olduğu gösterilmiş olan germanyumun sağlığa zararı yoktur.

Germanyum esas olarak güneş pili ve optik uygulamalarda transistör olarak kullanılmasına rağmen, germanyum diyot, silikon diyotlar için 0.7 volt ile karşılaştırıldığında yaklaşık 0.3 volt olan düşük kesme gerilimi nedeniyle elektriksel bir bileşen olarak da kullanılır. Germanyum yarı iletken bileşenlerinin bu benzersiz avantajı, silikon-germanyum karbon transistörü gibi gelecekteki yüksek hızlı bileşenlere dahil olmalarını hedefler. Bu tür transistörler en düşük gürültü iletim seviyelerini sunar ve osilatörler, kablosuz sinyal iletimi ve amplifikatörler için radyo frekansı uygulamalarına en uygun olanlardır. Bu, onlarca yıl önce germanyum bileşenlerinin orijinal kullanımlarından birinin radyo tasarımında olduğu gerçeğini yansıtıyor.