የጀርመን ትራንዚስተሮች በሴሚኮንዳክተር ኤሌክትሮኒክስ የመጀመሪያዎቹ አስርት አመታት ውስጥ በማይክሮዌቭ ሲሊከን መሳሪያዎች ከመተካታቸው በፊት የደመቀ ጊዜያቸውን አሳልፈዋል። በዚህ ጽሑፍ ውስጥ ለምን የመጀመሪያው ዓይነት ትራንዚስተሮች አሁንም በሙዚቃ ኢንደስትሪ ውስጥ ጠቃሚ አካል እንደሆነ እና ጥሩ ድምጽ ላላቸው አስተዋዋቂዎች ከፍተኛ ጠቀሜታ ያለው ለምን እንደሆነ እንወያያለን።
የኤለመንት መወለድ
ጀርመን በ1886 በጀርመን ፍሪበርግ ከተማ በክሌመንስ እና ዊንክለር ተገኘች። የዚህ ንጥረ ነገር መኖር በሜንዴሌቭ ተንብየዋል፣ አስቀድሞ የአቶሚክ ክብደቱን 71 እና 5.5 ግ/ሴሜ ጥግግት በማስቀመጡ።3።
በ1885 መገባደጃ ላይ፣ በፍሪበርግ አቅራቢያ በሚገኘው በሂምለስፈርስት የብር ማዕድን ማውጫ ውስጥ የሚሠራ አንድ ማዕድን አውጪ ያልተለመደ ማዕድን አገኘ። አዲስ ማዕድን መሆኑን አረጋግጦ በአቅራቢያው ከሚገኘው የማዕድን አካዳሚ ለአልቢን ዌይስባክ ተሰጥቷል። እሱ, በተራው, የሥራ ባልደረባውን ዊንክለር የማውጣትን ትንተና እንዲመረምር ጠየቀ. ያንን ዊንክለር አወቀከተገኘው የኬሚካል ንጥረ ነገር ውስጥ 75% ብር ፣ 18% ድኝ ነው ፣ ሳይንቲስቱ የቀረውን 7% ግኝቱን ይዘት መወሰን አልቻለም።
በየካቲት 1886 ይህ አዲስ ብረት መሰል አካል መሆኑን ተረዳ። ንብረቶቹ ሲፈተኑ ከሲሊኮን በታች ባለው የጊዜ ሰንጠረዥ ውስጥ የጎደለው አካል እንደሆነ ግልጽ ሆነ። የመነጨው ማዕድን አርጊሮዳይት - Ag 8 GeS 6 በመባል ይታወቃል። በጥቂት አስርት አመታት ውስጥ ይህ ንጥረ ነገር የጀርማኒየም ትራንዚስተሮች ለድምጽ መሰረት ይሆናል።
ጀርመን
በ19ኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ germanium ለመጀመሪያ ጊዜ ተገልላ በጀርመናዊው ኬሚስት ክሌመንስ ዊንክለር ተለይቶ ይታወቃል። በዊንክለር የትውልድ አገር የተሰየመው ይህ ቁሳቁስ ከረጅም ጊዜ ጀምሮ ዝቅተኛ ጥራት ያለው ብረት ተደርጎ ይቆጠራል። ይህ መግለጫ በሁለተኛው የዓለም ጦርነት ወቅት ተሻሽሏል, ምክንያቱም በዚያን ጊዜ የጀርማኒየም ሴሚኮንዳክተር ባህሪያት የተገኙበት ጊዜ ነው. ከጦርነቱ በኋላ ባሉት ዓመታት germaniumን ያካተቱ መሣሪያዎች ተስፋፍተዋል። በዚህ ጊዜ የጀርማኒየም ትራንዚስተሮችን እና ተመሳሳይ መሳሪያዎችን ለማምረት የሚያስፈልገውን ፍላጎት ማሟላት አስፈላጊ ነበር. ስለዚህ በዩናይትድ ስቴትስ የgermanium ምርት በ1946 ከጥቂት መቶ ኪሎ ግራም ወደ 45 ቶን በ1960 አድጓል።
ክሮኒክል
የ ትራንዚስተሮች ታሪክ በ1947 በኒው ጀርሲ በሚገኘው ቤል ላቦራቶሪዎች ይጀምራል። በሂደቱ ውስጥ ሶስት ድንቅ አሜሪካዊ የፊዚክስ ሊቃውንት ተሳትፈዋል፡ ጆን ባርዲን (1908-1991)፣ ዋልተር ብራቴይን (1902-1987) እና ዊልያም ሾክሌይ (1910-1989)።
በShockley የሚመራው ቡድን ለአዲስ አይነት ማጉያ ለመስራት ሞክሯል።የአሜሪካ የስልክ ስርዓት፣ ነገር ግን የፈለሰፉት ነገር የበለጠ አስደሳች ሆኖ ተገኝቷል።
ባርዲን እና ብራቴይን ማክሰኞ ታኅሣሥ 16፣ 1947 የመጀመሪያውን ትራንዚስተር ገነቡ። የነጥብ ግንኙነት ትራንዚስተር በመባል ይታወቃል። ሾክሌይ በፕሮጀክቱ ላይ ጠንክሮ ሰርቷል፣ስለዚህ በመናደዱ እና በመናደዱ ምንም አያስደንቅም። ብዙም ሳይቆይ እሱ ብቻውን የመገጣጠሚያ ትራንዚስተር ቲዎሪ ፈጠረ። ይህ መሳሪያ በብዙ መልኩ ከነጥብ ግንኙነት ትራንዚስተር የላቀ ነው።
የአዲስ አለም መወለድ
ባርዲን ቤል ላብስን ትቶ ምሁር ሆኖ ሳለ (ጀርመኒየም ትራንዚስተሮችን እና ሱፐርኮንዳክተሮችን በኢሊኖይ ዩኒቨርሲቲ ሲያጠና) ብራቲን ወደ ማስተማር ከመሄዱ በፊት ለጥቂት ጊዜ ሰርቷል። ሾክሌይ የራሱን ትራንዚስተር ማምረቻ ኩባንያ አቋቋመ እና ልዩ ቦታ ፈጠረ - ሲሊኮን ቫሊ። ይህ በካሊፎርኒያ ውስጥ በፓሎ አልቶ ዙሪያ ዋና ዋና የኤሌክትሮኒክስ ኮርፖሬሽኖች የሚገኙበት የበለፀገ አካባቢ ነው። ከሰራተኞቻቸው መካከል ሁለቱ፣ ሮበርት ኖይስ እና ጎርደን ሙር፣ ኢንቴል፣ የአለማችን ትልቁ ቺፕ ሰሪ መሰረቱ።
ባርዲን፣ ብሬታይን እና ሾክሌይ በ1956 ለግኝታቸው የአለም ከፍተኛውን የሳይንስ ሽልማት በፊዚክስ የኖቤል ሽልማት ሲቀበሉ ለአጭር ጊዜ ተገናኙ።
የፓተንት ህግ
የመጀመሪያው የነጥብ-እውቂያ ትራንዚስተር ዲዛይን በጆን ባርዲን እና ዋልተር ብራቴይን በሰኔ 1948 (ከመጀመሪያው ግኝት ከስድስት ወራት በኋላ) በዩኤስ ፓተንት ተዘርዝሯል። የፈጠራ ባለቤትነት እ.ኤ.አ. ጥቅምት 3 ቀን 1950 ወጣየዓመቱ. ቀላል የፒኤን ትራንዚስተር የፒ-አይነት germanium (ቢጫ) እና የ N-type germanium (ብርቱካናማ) የላይኛው ሽፋን ቀጭን ሽፋን ነበረው. ጀርመኒየም ትራንዚስተሮች ሶስት ፒን ነበራቸው፡- emitter (E፣ቀይ)፣ ሰብሳቢ (ሲ፣ ሰማያዊ) እና ቤዝ (ጂ፣ አረንጓዴ)።
በቀላል ቃላት
የትራንዚስተር ድምጽ ማጉያው የኦፕሬሽን መርህ ከውኃ ቧንቧ አሠራር መርህ ጋር ተመሳሳይነት ካቀረብን የበለጠ ግልፅ ይሆናል፡- ኤሚተር የቧንቧ መስመር ነው፣ ሰብሳቢው ደግሞ መታ ነው። ይህ ንጽጽር ትራንዚስተር እንዴት እንደሚሰራ ለማብራራት ይረዳል።
ትራንዚስተሩ የውሃ ቧንቧ እንደሆነ እናስብ። የኤሌክትሪክ ፍሰት እንደ ውሃ ይሠራል. ትራንዚስተር ሶስት ተርሚናሎች አሉት፡ ቤዝ፣ ሰብሳቢ እና ኢሚተር። መሰረቱ እንደ ቧንቧ እጀታ ይሠራል, ሰብሳቢው ወደ ቧንቧው ውስጥ እንደሚፈስስ ውሃ ይሠራል, እና ኤሚተር ከውኃ ውስጥ የሚፈስበት ጉድጓድ ይሠራል. የቧንቧ እጀታውን በትንሹ በማዞር ኃይለኛውን የውሃ ፍሰት መቆጣጠር ይችላሉ. የቧንቧ እጀታውን በትንሹ ካዞሩ, የውሃው ፍሰት መጠን በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል. የቧንቧ እጀታው ሙሉ በሙሉ ከተዘጋ, ውሃ አይፈስም. ማዞሪያውን እስከመጨረሻው ካጠፉት ውሃው በፍጥነት ይፈስሳል።
የአሰራር መርህ
ቀደም ሲል እንደተገለፀው ጀርመኒየም ትራንዚስተሮች በሶስት እውቂያዎች ላይ የተመሰረቱ ሰርኮች ናቸው፡- emitter (E)፣ ሰብሳቢ (C) እና ቤዝ (ቢ)። መሰረቱን ከአሰባሳቢው ወደ ኢሚተር ይቆጣጠራል. ከአሰባሳቢው ወደ ኢሚተር የሚፈሰው ጅረት ከመሠረቱ ጅረት ጋር ተመጣጣኝ ነው። የ emitter current ወይም base current ከ hFE ጋር እኩል ነው። ይህ ማዋቀር ሰብሳቢ ተቃዋሚ (RI) ይጠቀማል። የአሁኑ Ic የሚፈስ ከሆነRI፣ በዚህ resistor ላይ ቮልቴጅ ይፈጠራል፣ ይህም ከ IC x RI ምርት ጋር እኩል ነው። ይህ ማለት በ ትራንዚስተር ላይ ያለው ቮልቴጅ E2 - (RI x Ic) ነው. Ic በግምት ከ Ie ጋር እኩል ነው፣ ስለዚህ IE=hFE x IB ከሆነ፣ Ic ደግሞ ከ hFE x IB ጋር እኩል ነው። ስለዚህ, ከተተካ በኋላ, በ ትራንዚስተሮች (ኢ) ላይ ያለው ቮልቴጅ E2 (RI x le x hFE) ነው.
ተግባራት
ትራንዚስተር ኦዲዮ ማጉያው በማጉላት እና በመቀየር ተግባራት ላይ የተገነባ ነው። ሬዲዮን እንደ ምሳሌ ብንወስድ ሬዲዮ ከከባቢ አየር የሚያገኛቸው ምልክቶች እጅግ በጣም ደካማ ናቸው። ሬዲዮው እነዚህን ምልክቶች በድምጽ ማጉያ ውፅዓት ያጎላል። ይህ የ"ማሳደግ" ተግባር ነው። ስለዚህ፣ ለምሳሌ፣ germanium transistor gt806 ለ pulse መሳሪያዎች፣ ለዋጮች እና ለአሁኑ እና የቮልቴጅ ማረጋጊያዎች ለመጠቀም የታሰበ ነው።
ለአናሎግ ሬድዮ፣ ሲግናሉን በቀላሉ ማጉላት ድምጽ ማጉያዎቹ ድምጽ እንዲሰጡ ያደርጋል። ነገር ግን ለዲጂታል መሳሪያዎች የግቤት ሞገድ ፎርሙ መቀየር አለበት። እንደ ኮምፒውተር ወይም MP3 ማጫወቻ ላሉ ዲጂታል መሳሪያዎች ትራንዚስተሩ የሲግናል ሁኔታን ወደ 0 ወይም 1 መቀየር አለበት ይህ የ"Switching function" ነው::
ትራንዚስተሮች የሚባሉ ውስብስብ አካላትን ማግኘት ይችላሉ። እየተነጋገርን ያለነው ከፈሳሽ ሲሊኮን ሰርጎ ስለተሰሩ የተቀናጁ ሰርኮች ነው።
የሶቪየት ሲሊኮን ቫሊ
በሶቪየት ዘመን፣ በ60ዎቹ መጀመሪያ ላይ የዜሌኖግራድ ከተማ በውስጡ የማይክሮ ኤሌክትሮኒክስ ማእከልን ለማደራጀት መነሻ ሆነች። የሶቪዬት መሐንዲስ ሽቺጎል ኤፍ.ኤ. 2T312 ትራንዚስተር እና አናሎግ 2T319 ሠራ።የድብልቅ ወረዳዎች ዋና አካል። በዩኤስ ኤስ አር አር ውስጥ የጀርማኒየም ትራንዚስተሮች ለማምረት መሰረት የጣለው እኚህ ሰው ናቸው።
በ1964 የAngstrem ተክል በትክክለኛ ቴክኖሎጂዎች ምርምር ኢንስቲትዩት መሰረት የመጀመሪያውን የ IC-Path የተቀናጀ ወረዳ ከ20 ንጥረ ነገሮች ጋር በቺፕ ላይ ፈጠረ ፣ይህም ትራንዚስተሮችን ከተከላካይ ግንኙነቶች ጋር የማጣመር ተግባር ያከናውናል።. በተመሳሳይ ጊዜ ሌላ ቴክኖሎጂ ታየ፡ የመጀመሪያው ጠፍጣፋ ትራንዚስተሮች "ፕላን" ተጀመረ።
በ1966 ጠፍጣፋ የተቀናጁ ወረዳዎችን ለማምረት የመጀመሪያው የሙከራ ጣቢያ በፑልሳር የምርምር ተቋም ውስጥ መሥራት ጀመረ። በNIIME የዶ/ር ቫሊየቭ ቡድን በሎጂክ የተቀናጁ ወረዳዎች መስመራዊ ተቃዋሚዎችን ማምረት ጀመረ።
በ1968 የፑልሳር ምርምር ኢንስቲትዩት የ KD910፣ KD911፣ KT318 ቀጭን ፊልም ክፍት-ፍሬም ጠፍጣፋ ትራንዚስተር ሃይብሪድ አይሲዎችን ለግንኙነት፣ ለቴሌቭዥን፣ ለሬድዮ ስርጭት የተነደፉትን የመጀመሪያውን ክፍል አዘጋጅቷል።
በጅምላ ጥቅም ላይ የሚውሉ ዲጂታል አይሲዎች (አይነት 155) ያላቸው የመስመር ትራንዚስተሮች በDOE የምርምር ተቋም ተሠሩ። እ.ኤ.አ. በ 1969 የሶቪዬት የፊዚክስ ሊቅ Zh. I. Alferov በጋሊየም አርሴንዲድ ስርዓት ላይ በመመርኮዝ ኤሌክትሮኖችን እና የብርሃን ፍሰቶችን የመቆጣጠር ጽንሰ-ሀሳብን ለአለም አወቀ ።
ያለፈው በተቃራኒው ወደፊት
የመጀመሪያዎቹ ተከታታይ ትራንዚስተሮች በgermanium ላይ የተመሰረቱ ናቸው። ፒ-አይነት እና ኤን-አይነት germanium አንድ ላይ ተገናኝተው መጋጠሚያ ትራንዚስተር ይፈጥራሉ።
የአሜሪካው ኩባንያ ፌርቺልድ ሴሚኮንዳክተር የዕቅድ ሂደቱን በ1960ዎቹ ፈለሰፈ። እዚህ ጋር ትራንዚስተሮች ለማምረትሲሊከን እና ፎቶሊቶግራፊ ለተሻሻለ የኢንዱስትሪ ሚዛን መራባት ጥቅም ላይ ውሏል። ይህ ወደ የተዋሃዱ ወረዳዎች ሀሳብ አመራ።
በጀርማኒየም እና በሲሊኮን ትራንዚስተሮች መካከል ያለው ጉልህ ልዩነት እንደሚከተለው ነው፡
- የሲሊኮን ትራንዚስተሮች በጣም ርካሽ ናቸው፤
- የሲሊከን ትራንዚስተር የመነሻ ቮልቴጅ 0.7V ሲኖረው germanium ደግሞ 0.3V;
- ሲሊከን በ200°ሴ፣ጀርመኒየም 85°ሴ፣ የሙቀት መጠንን ይቋቋማል።
- የሲሊኮን ፍሳሽ ፍሰት የሚለካው በኤንኤ ነው፣ ለጀርመን በኤምኤ፤
- PIV Si ከጌ ይበልጣል፤
- ጂ በሲግናሎች ላይ ትናንሽ ለውጦችን ሊያውቅ ይችላል ስለዚህ በከፍተኛ ትብነታቸው ምክንያት በጣም "ሙዚቃዊ" ትራንዚስተሮች ናቸው።
ኦዲዮ
በአናሎግ የድምጽ መሳሪያዎች ላይ ከፍተኛ ጥራት ያለው ድምጽ ለማግኘት መወሰን ያስፈልግዎታል። ምን መምረጥ አለብህ፡ ዘመናዊ የተቀናጁ ወረዳዎች (ICs) ወይም ULF በጀርማኒየም ትራንዚስተሮች ላይ?
በመጀመሪያዎቹ ትራንዚስተሮች፣ ሳይንቲስቶች እና መሐንዲሶች በመሳሪያዎቹ ላይ በሚቀርበው ቁሳቁስ ላይ ተከራከሩ። ከፔሪዲክ ሠንጠረዥ ንጥረ ነገሮች መካከል አንዳንዶቹ መቆጣጠሪያዎች ናቸው, ሌሎች ደግሞ ኢንሱሌተሮች ናቸው. ነገር ግን አንዳንድ ንጥረ ነገሮች ሴሚኮንዳክተሮች ተብለው እንዲጠሩ የሚያስችላቸው አስደሳች ንብረት አላቸው. ሲሊኮን ሴሚኮንዳክተር ነው እና ዛሬ በተመረቱት በሁሉም ትራንዚስተሮች እና የተቀናጁ ሰርኮች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።
ነገር ግን ሲሊከን ትራንዚስተር ለመሥራት ተስማሚ ቁሳቁስ ከመውሰዱ በፊት በጀርመን ተተካ።የሲሊኮን ከጀርማኒየም ያለው ጥቅም በዋነኝነት የተገኘው ሊገኝ በሚችለው ከፍተኛ ትርፍ ምክንያት ነው።
ከተለያዩ አምራቾች የሚመጡት ጀርማኒየም ትራንዚስተሮች ብዙውን ጊዜ አንዳቸው ከሌላው የተለየ ባህሪ ቢኖራቸውም አንዳንድ ዓይነቶች ሞቅ ያለ፣ የበለጸገ እና ተለዋዋጭ ድምጽ እንደሚያወጡ ይቆጠራሉ። ድምጾች ከክርክር እና ያልተስተካከሉ እስከ የታፈኑ እና በመካከላቸው ያለው ጠፍጣፋ ሊሆኑ ይችላሉ። ያለጥርጥር፣ እንደዚህ ያለ ትራንዚስተር እንደ ማጉያ መሳሪያ ተጨማሪ ጥናት ይገባዋል።
የተግባር ምክር
የሬዲዮ ክፍሎችን መግዛት ለስራዎ የሚፈልጉትን ሁሉ የሚያገኙበት ሂደት ነው። ባለሙያዎቹ ምን ይላሉ?
እንደ ብዙ የራዲዮ አማተሮች እና ከፍተኛ ጥራት ያለው ድምጽ አስተዋዋቂዎች P605፣ KT602፣ KT908 ተከታታይ ሙዚቃዊ ትራንዚስተሮች በመባል ይታወቃሉ።
ለማረጋጊያዎች፣ AD148፣ AD162 ተከታታዮች ከ Siemens፣ Philips፣ Telefunken መጠቀም የተሻለ ነው።
በግምገማዎች በመመዘን የጀርመኒየም ትራንዚስተሮች በጣም ኃይለኛ የሆነው - GT806 ከ P605 ተከታታይ ጋር ሲወዳደር ያሸንፋል ነገር ግን ከቲምብር ድግግሞሽ አንፃር ለኋለኛው ምርጫ መስጠት የተሻለ ነው። ለ KT851 እና KT850 አይነት እንዲሁም የመስክ-ውጤት ትራንዚስተር KP904 ትኩረት መስጠት ተገቢ ነው።
P210 እና ASY21 አይነቶች ጥሩ የድምፅ ባህሪ ስላላቸው አይመከሩም።
ጊታር
የተለያዩ የጀርማኒየም ትራንዚስተሮች ብራንዶች የተለያዩ ባህሪያት ቢኖራቸውም ሁሉም ተለዋዋጭ፣ የበለጸገ እና የበለጠ አስደሳች ድምጽ ለመፍጠር ሊያገለግሉ ይችላሉ። የጊታርን ድምጽ ለመለወጥ ሊረዱ ይችላሉኃይለኛ፣ ድምጸ-ከል የተደረገ፣ ጨካኝ፣ ለስላሳ፣ ወይም የእነዚህን ጥምርን ጨምሮ በብዙ አይነት ድምፆች። በአንዳንድ መሳሪያዎች ለጊታር ሙዚቃ በጣም ጥሩ መጫወት፣ እጅግ በጣም የሚዳሰስ እና ለስላሳ ድምጽ ለመስጠት በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ።
የጀርማኒየም ትራንዚስተሮች ዋና ጉዳቱ ምንድነው? እርግጥ ነው, የማይታወቅ ባህሪያቸው. እንደ ባለሙያዎች ገለጻ ከሆነ ተደጋጋሚ ሙከራ ካደረጉ በኋላ ለእርስዎ ትክክለኛውን ለማግኘት በመቶዎች የሚቆጠሩ ትራንዚስተሮችን ለመግዛት ታላቅ የሬዲዮ ክፍሎችን መግዛት አስፈላጊ ይሆናል ። ይህ ጉድለት በስቱዲዮ መሐንዲስ እና ሙዚቀኛ ዛቻሪ ቬክስ የቪንቴጅ የድምፅ ተፅእኖ ብሎኮችን ሲፈልግ ታይቷል።
Vex የጊታር ሙዚቃን የበለጠ ግልጽ ለማድረግ የFuzz ጊታር ተፅእኖ ክፍሎችን መፍጠር የጀመረው የመጀመሪያውን የFuzz አሃዶች በተወሰነ መጠን በማደባለቅ ነው። እነዚህን ትራንዚስተሮች በእድል ላይ ብቻ በመተማመን ምርጡን ጥምረት ለማግኘት ያላቸውን አቅም ሳይሞክር ተጠቅሟል። በመጨረሻም አንዳንድ ትራንዚስተሮች ተገቢ ባልሆነ ድምፃቸው ለመተው ተገደደ እና በፋብሪካው ውስጥ ጥሩ የFuzz ብሎኮችን ከጀርማኒየም ትራንዚስተሮች ጋር ማምረት ጀመረ።
