143846. lajstromszámú szabadalom • Germániumdióda és eljárás annak előállítására

2 143.846 p típusú réteget. Ez a réteg, amint az a Ge-diódák elméletéből ismeretes, döntő módon meghatározza az egyenirányítás mértékét. A találmányunk szerinti, a kristály és a tű közötti réteget tehát a (14) bevonat képezi, amely, mint már leírtuk, nemcsak a tűhegy és a kristály között lehet jelen, hanem a tűnek kisebb-nagyobb felületét is bevonhatja, sőt a tűbe felületileg be is ötvöződhet, ugyanakkor a tű közvetlen környezetében a kristályt is boríthatja. Természetesen abban az esetben, ha a kristály p típusú Ge, tehát főtömegében a III. csoport valamelyik elemét tartalmazza, úgy a tűn jelenlevő (14) bevonat a periodikus rendszer V. csoportjába tartozó legalább egy elemből fog állani. A találmányunk szerinti dióda előállítása többféleképpen történhet. A kristály és a tű közötti réteg kialakítása céljából először is a tűt kell a megfelelő III. vagy V. csoportbeli elemmel, vagy elemekkel, vagy ezeknek más elemekkel (pl. Ag) való ötvözetével bevonni. Ez pl. úgy történhet, hogy a tűt megfelelő III., vagy V. csoportbeli elem, vagy elemek porába vagy olvadékába mártjuk. A bemártás következtében a tűhöz elegendő mennyiségű anyag tapad ahhoz, hogy a kívánt réteg létrejöjjön. így pl. bemárthatunk egy pl. wolframdrótot indiumolvadékba, vagy 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 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 molibdéntűt kívánunk lúgos arzéntrioxid oldatból elektrolízis útján arzénnek bevonni, úgy először a molibdénre pl. platina közbenső réteget vihetünk fel, önmagában ismert módon. Miután a tűt a kívánt réteggel bevontuk, azt, az önmagában ismert módon III. vagy V. csoportbeli elemmel, vagy elemekkel elszennyezett Ge kris' tályhoz, amelyet a tartóelektródával már előre elláttunk, érintkeztetjük, ill. a diódát ismert módon összeszereljük. Ezután a tartóelektródára és a tűre feszültséget kapcsolunk és a diódát ,,formáljuk". E formálás egy kb. 10 ohm/cm fajlagos ellenállású Ge-kristály alkalmazása esetén, amikor is a kristály n típusú, a tű pl. wolframtű és a tűn levő bevonat, pl. In, úgy történhet, hogy a dióda elektródáin keresztül nyitóirányban 200—900 ohmos ellenálláson át egy 2 mikrofarádos kondenzátort, amelyet 300—1Ö00 V feszültséggel töltöttünk fel, sütünk ki. E formálás hatására a kristályban, a tű közvetlen környezetében, a tűt borító réteg jelenléte folytán egy a kristály főtömegével (pl. n) ellentétes típusú (pl. p) rész alakul ki. [1. ábrán (13)]. Ugyanakkor e 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 dióda, melyet célszerűen a fentebb leírt eljárás szerint készítettünk el, az eddig ismert diódákhoz képest igen előnyös tulajdonságokkal rendelkezik. A 2. ábra az eddig ismert tűs Ge-diódák karakterisztikáit mutatja be. Az ábrán két görbe látható, amelyek közül az (a) görbe a nagyobb zárófeszültségű, de viszonylag kis nyitóáramú diódatípust jellemzi, míg a (b).görbe a viszonylag kis zárófeszültségű, de nagy nyitóáramú diódákra vonatkozik. A találmányunk szerinti dióda karakterisztikáját a 3. ábra tünteti fel. Az ábrából látható, hogy a találmányunk szerinti tűs Ge-dióda nyitóárama + 1 V-nál nagy, a kis zárófeszültségű, de nagy nyitóáramú ismert diódákéval, kb. azonos nagyságrendű, ugyanakkor zárófeszültsége és záróirányú árama a nagy zárófeszültségű, de kis nyitóáramú diódákéval kb. megegyező, tehát e két ellentétes típus előnyös tulajdonságait egyesíti magában. További lényeges előnye, hogy a nyitóirányban kis feszültségeknél a tűs diódákra általában jellemző nem lineáris szakasz a találmányunk szerinti diódánál kisebb feszültségeknél szűnik meg és válik a karakterisztika lineárissá.. Ezáltal a találmányunk, szerinti diódának univerzális alkalmazási lehetőségei vannak. Ámbár a fentiekben a találmányt csupán néhány példa kapcsán ismertettük, e példákra nem korlátozzuk magunkat, a találmány szelleme értelmében számos egyéb kivitel is lehetséges, amelyre találmányunk, ill. az igénypontok szintén kiterjednek. Szabadalmi igénypontok: 1. Tűs germániumdióda, amely egy germániumkristályból, egy azt hordozó tartóelektródából, valamint egy, a kristályhoz nyomott fémtűből, és ezeket magábanfoglaló tokból áll, mimellett a germániumkristály a periodikus rendszer III. és V. csoportjába tartozó legalább egy-egy elem nyomait tartalmazza, azzal jellemezve, hogy legalábbis a kristály és a tűhegy között a kristályban főtömegében jelenlevő III. csoportbeli elem esetén az V. csoportba tartozó, a kristályban főtömegében jelenlevő V. csoportbeli elem esetén pedig a III. csoportba tartozó legalább egy elemből álló' vagy azt tartalmazó réteg foglal helyet. 2. Az 1. igénypont szerinti dióda kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a réteg bevonat alakjában a tű egy részére is kiterjed. 3. Az 1—2. igénypontok bármelyike szerinti dióda kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a réteg a tű környezetében bevonat alakjában a kristály felületét is borítja. 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti dióda kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a 2. és 3. igénypontok szerinti bevonatok, ill. rétegek összefüggő egészet alkotnak. 5. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti dióda kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a germániumkristály V. csoportbeli elem révén főtömegében n típusú, míg a kristály és a tű közötti réteg legalább egy III. csoportbeli elemből áll, a kristály pedig a tű környezetében p típusú. 6. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti dióda kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a Permániumkristály III. csoportbeli elem révén főtömegében p típusú, míg a kristály és a tű közötti réteg legalább egy V. csoportbeli elemből.áll, a kristály pedig a tű környezetében n típusú.