143847. lajstromszámú szabadalom • Tűs tranzisztor és eljárás annak előállítására

143.847 3 szerinti réteget kiképezni, mert azt bizonyos esetekben elegendő csupán az emitterelektróda és a kristály között képezni ki. A találmányunk szerinti tranzisztor előállítása többféleképpen történhet. A kristály és a tűelektróda, vagy tűelektródák közötti réteg kialakítása céljából először is a tűt kell megfelelő, a Ge-kristálynak p vagy n jelleget kölcsönözni tudó elemmel, vagy elemekkel, vagy ezeknek egymással, vagy más anyagokkal valü ötvözetével bevonni. Ez pl. úgy történhet, hogy a wolfram vagy molibdén, vagy más nagy szilárdságú anyagból, pl. tantálból, vagy különböző acélfajtákból készült tűt, amelyet célszerűen az EE—294 a. sz. találmányunk szerint képeztünk ki, pl. a periodikus rendszer III. vagy V. csoportjába tartozó elem, vagy elemek porába, vagy olvadékába mártjuk. Természetesen használhatunk bevonóanyagként más elemet is, amely p, ill. n jelleget képes a Ge-kristálynak kölcsönözni. A bemártás következtében elegendő mennyiségű anyag tapad a tűre ahhoz, hogy a kívánt réteg létrejöjjön, így pl. bemárthatunk egy, az EE—294 a. sz. találmányunk szerint kiképzett wolframtűt indiumolvadékba, vagy pl. elporított arzénba. Bedörzsölhetjük azonban egyszerűen a tű hegyét a kívánt elemmel. Lehet azonban a tűt elektrolitikus úton is bevonni, amikor is úgy járunk el, hogy a fémtűt katódnak kapcsolva megfelelő összetételű, pl. III. vagy V. csoportbeli elemet tartalmazó elektrolitba mártjuk és elektrolízis útján a szükséges réteget arra leválasztjuk. Az elektrolízis útján leválasztandó réteg jobb tapadásának biztosítása céljából önmagában ismert módon a fémtűre egy közbenső réteget is felvihetünk, így pl. amennyiben tantáltűt kívánunk bizmutsó savas oldatából elektrolízis útján bizmuttal bevonni, úgy előszót a tantálra pl. ezüst közbenső réteget vihetünk fel, önmagában ismert módon. Miután a megfelelő tűket, vagy tűt a kívánt réteggel bevontuk, szereljük össze a tranzisztort. Ez úgy törtérik, hogy pl. n típusú Ge-kristályt a báziselektródára felforrasztva, a kristály felületével egy befogó és állító szerkezet segítségével két tűt érintkeztetünk. Legalább az egyik tű a találmányunk szerinti bevonattal van ellátva. így pl. jelen példánál az egyik, a kollekiortű, amely pl. wolframból készült, arzénnal van bevonva, amely a Ge-kristálynak n jelleget tud kölcsönözni. Ez a bevonat pl. az EE—294 a. sz. találmányunk szerinti wolframtűt célszerűen pl. 0,5—1 mm hosszúságban borítja a tű hegyétől számítva. A másik, az emittertű, ugyanakkor pl. tantálból készülhet és pl. indiummal van hasonló mértékben bevonva. Az indium a Ge-kristálynak p jelleget képes kölcsönözni. A fentiek szerint összeszerelt tranzisztort ismert módon tokkal látjuk el, majd a báziselektróda és a kollektortű között, továbbá a báziselektróda és az emittertű között egy kb. 0,5 sec tartamú 500 mA nagyságú áramlökést bocsátunk át. Ezt formálásnak szokás nevezni. E formálás természetesen más ismert módon is történhet. A formálás hatására az ábrák kapcsán ismertetett átmeneti rétegek (sávok) alakulnak ki. Ugyanakkor a bevonat a tűről a kristályra részben átkerülve a tű környezetében annak felületét fedheti, sőt abba részben be is ötvöződhet. Az így kialakuló fedőréteg a tűn levő bevonóréteggel összefüggő egészet is képezhet. A találmányunk szerinti tranzisztor, amelyet célszerűen a fentebb leírt eljárás szerint készítettünk el, igen előnyös tulajdonságokkal fog rendelkezni az eddig ismert tűs germánium tranzisztorokhoz képest. A 3. ábra az eddig ismert fcűs Ge-tranzisztorok kimenő karakterisztikáját mutatja be. Az ábrán a kollektorfeszültség — kollektoráram görbék láthatók változó emitteráram függvénye szerint. A szaggatott görbe a formálás előtti karakterisztikát mutatja be Ie = 0 esetén. A 4. ábrán pedig az ismert tűs Ge-tranzisztorok bemenő karakterisztikáját lát- | hatjuk; az emitterfeszültség — emitteráram összefüggést változó kollektoráram függvényében. Az 5. ábra ezzel szemben a találmányunk szerinti tűs Ge-tranzisztor kimenőkarakterisztikáját tünteti fel abban az esetben, amikor a kollektorelektróda és a kristály között képeztük ki a találmányunk sze- ^ rinti réteget és a tranzisztort a leírt módon formáltuk. Az ábra a kollektorfeszültség — kollektoráram . összefüggést mutatja változó emitteráram függvényében. A szaggatott görbe a formálás előtti karakterisztikát mutatja Ie

— 0 esetén. A 6. ábra a találmányunk szerinti tűs Ge-tranzisztor bemenő karakterisztikáját mutatja abban az esetben, amikor az emitterelektróda és a kristály között képeztük ki a találmányunk szerinti réteget és a tranzisztort formáltuk. Az ábrán az emitterfeszültség-emitteráram összefüggés látható változó kollektoráram függvényében. A fenti ábrákból látható, hogy a találmányunk szerinti. tűs tranzisztor, amennyiben a kollektorelektróda környezetét alakítottuk ki találmányunk szerint (5. ábra), kimenő ellenállása kb. 100 000— 250 000 ohm, szemben az eddig ismert tűs tranzisztorok általában 25 000 ohmos kimenő ellenállásával, míg az áramerősítési tényező: alfa = 3-nál nagyobb, szemben az isméit tűs tranzisztorok általában 2,2— 2,5 értékével. Amennyiben pedig az emitterelektróda környezetét alakítottuk ki a találmányunk szerint (6. ábra), a bemenő ellenállás 60—100 ohm alatt van, szemben az eddigi 150—300 ohmmal. Az ábrákból továbbá az is látható, hogy amíg az eddig ismert, elsősorban foszforbronztűs tranzisztoroknál a záróirányú ellenállás a formálás hatására csökken, bár az áramerősítés megnő, addig a találmányunk szerinti pl. wolframtűs tranzisztoroknál a záróirányú ellenállás formálás hatására alig változik, sőt inkább megnő, az áramerősítés pedig sokkal nagyobb mértékben nő meg, mint a foszforbronztűs korábbi tranzisztoroknál. f Amennyiben mind a kollektor-, mind pedig az emitterelektróda környezetét találmányunk szerint képeztük ki, úgy a teljesítményerősítés legalább 25 dB (decibel), de elérhető ennél lényegesen nagyobb, 40—45 dB nagyságú teljesítményerősítés is. Ezenfelül a tranzisztor levágási frekvenciája erősítő kapcsolásban kb. 2 MHz (megaherz), sőt ennél nagyobb, szemben az eddigi általában 1 MHz körüli értékekkel. A fenti tulajdonságok alkalmassá teszik a találmányunk szerinti tűs Ge-tranzisztort kisebb bemenő teljesítmény, 'magasabb frekvencia, alacsonyabb működési feszültség mellett, nagyobb kimenőteljesítményű erősítőként való felhasználásra. A találmányunk szerinti tranzisztor ezek szerint előnyösen alkalmazható oszcillátor- és kapcsolókörökben is. Ámbár a fentiekben a találmányt csupán néhány