Germaniy tranzistorlari mikroto'lqinli kremniy qurilmalari bilan keng almashtirilishidan oldin yarimo'tkazgichli elektronikaning birinchi o'n yilligida o'zlarining gullab-yashnashidan zavqlangan. Ushbu maqolada biz nima uchun birinchi turdagi tranzistorlar hali ham musiqa industriyasining muhim elementi hisoblanishi va yaxshi ovozni biluvchilar uchun katta ahamiyatga ega ekanligini muhokama qilamiz.
Elementning tug'ilishi
Germaniy 1886 yilda Germaniyaning Frayberg shahrida Klemens va Vinkler tomonidan kashf etilgan. Bu elementning mavjudligini Mendeleyev bashorat qilgan, uning atom og'irligi 71 ga, zichligi esa 5,5 g/sm3..
1885 yil kuzining boshida Frayberg yaqinidagi Himmelsfürst kumush konida ishlaydigan konchi noodatiy rudaga qoqilib qoladi. U yaqin atrofdagi konchilik akademiyasidan Albin Vaysbaxga berildi, u bu yangi mineral ekanligini tasdiqladi. U, o'z navbatida, hamkasbi Winklerdan ekstraktsiyani tahlil qilishni so'radi. Vinkler buni aniqladitopilgan kimyoviy elementning 75% kumush, 18% oltingugurt, olim topilmaning qolgan 7% hajmining tarkibini aniqlay olmadi.
1886 yilning fevraliga kelib, u bu metallga o'xshash yangi element ekanligini tushundi. Uning xususiyatlari sinovdan o'tkazilganda, u kremniy ostida joylashgan davriy sistemada etishmayotgan element ekanligi ma'lum bo'ldi. U paydo bo'lgan mineral argyrodit sifatida tanilgan - Ag 8 GeS 6. Bir necha o'n yilliklarda bu element tovush uchun germaniy tranzistorlarining asosini tashkil qiladi.
Germaniya
19-asrning oxirida germaniy birinchi marta nemis kimyogari Klemens Vinkler tomonidan ajratilgan va aniqlangan. Uinklerning vatani nomi bilan atalgan ushbu material uzoq vaqtdan beri past o'tkazuvchan metall hisoblangan. Ushbu bayonot Ikkinchi Jahon urushi paytida qayta ko'rib chiqilgan, chunki germaniyning yarimo'tkazgich xususiyatlari o'sha paytda kashf etilgan. Urushdan keyingi yillarda germaniydan tashkil topgan qurilmalar keng tarqaldi. Bu vaqtda germaniy tranzistorlari va shunga o'xshash qurilmalarni ishlab chiqarishga bo'lgan ehtiyojni qondirish kerak edi. Shunday qilib, Qo'shma Shtatlarda germaniy ishlab chiqarish 1946 yildagi bir necha yuz kilogrammdan 1960 yilga kelib 45 tonnagacha o'sdi.
Xronika
Tranzistorlar tarixi 1947 yilda Nyu-Jersida joylashgan Bell Laboratories bilan boshlanadi. Jarayonda uchta ajoyib amerikalik fizik ishtirok etdi: Jon Bardin (1908-1991), V alter Brattain (1902-1987) va Uilyam Shokli (1910-1989).
Shokli boshchiligidagi jamoa yangi turdagi kuchaytirgichni ishlab chiqishga harakat qildiAQSh telefon tizimi, lekin ular ixtiro qilgan narsa ancha qiziqroq bo'lib chiqdi.
Bardin va Brattain birinchi tranzistorni 1947-yil 16-dekabr seshanba kuni qurdilar. U nuqta kontaktli tranzistor sifatida tanilgan. Shokli loyiha ustida ko'p ishladi, shuning uchun uning rad etilganidan g'azablangani va g'azablangani ajablanarli emas. Ko'p o'tmay, u yakka o'zi birlashma tranzistori nazariyasini yaratdi. Bu qurilma koʻp jihatdan nuqtali kontaktli tranzistordan ustundir.
Yangi dunyoning tug'ilishi
Bardin akademik boʻlish uchun Bell laboratoriyasini tark etganida (u Illinoys universitetida germaniy tranzistorlari va superoʻtkazgichlarni oʻrganishni davom ettirgan), Brattain oʻqituvchilikka oʻtishdan oldin bir muddat ishlagan. Shokli o'zining tranzistorlar ishlab chiqaruvchi kompaniyasini ochdi va noyob joy - Silikon vodiysini yaratdi. Bu Kaliforniyadagi Palo Alto atrofidagi gullab-yashnayotgan hudud bo'lib, u erda yirik elektronika korporatsiyalari joylashgan. Uning ikki xodimi Robert Noys va Gordon Mur dunyodagi eng yirik chip ishlab chiqaruvchi Intel kompaniyasiga asos solgan.
Bardin, Brattain va Shokli 1956-yilda kashfiyoti uchun dunyoning eng oliy ilmiy mukofoti - fizika boʻyicha Nobel mukofotiga sazovor boʻlgach, qisqa muddatga yana birlashdilar.
Patent qonuni
Asl kontaktli tranzistor dizayni 1948-yil iyun oyida Jon Bardin va V alter Brattain tomonidan topshirilgan AQSh patentida (asl kashfiyotdan taxminan olti oy o'tgach) tasvirlangan. Patent 1950 yil 3 oktyabrda berilganyilning. Oddiy PN tranzistorida P-tipli germaniyning (sariq) yupqa yuqori qatlami va N-turi germaniyning (to'q sariq) pastki qatlami mavjud edi. Germaniy tranzistorlarida uchta pin bor edi: emitent (E, qizil), kollektor (C, ko'k) va tayanch (G, yashil).
Oddiy tilda
Tranzistorli ovoz kuchaytirgichning ishlash printsipi, agar biz suv kranining ishlash printsipiga o'xshashlik qilsak, aniqroq bo'ladi: emitent - quvur liniyasi, kollektor - jo'mrak. Bu taqqoslash tranzistor qanday ishlashini tushuntirishga yordam beradi.
Tasavvur qilaylik, tranzistor suv kranidir. Elektr toki suv kabi ishlaydi. Transistorda uchta terminal mavjud: tayanch, kollektor va emitent. Baza kran tutqichi kabi ishlaydi, kollektor kranga oqayotgan suv kabi ishlaydi va emitent suv oqib chiqadigan teshik kabi ishlaydi. Kran tutqichini biroz burish orqali siz kuchli suv oqimini boshqarishingiz mumkin. Agar siz kran dastagini biroz aylantirsangiz, suv oqimi sezilarli darajada oshadi. Kran tutqichi to'liq yopiq bo'lsa, suv oqmaydi. Agar tugmachani oxirigacha aylantirsangiz, suv tezroq oqadi.
Foydalanish printsipi
Avval aytib o'tilganidek, germaniy tranzistorlari uchta kontaktga asoslangan sxemalardir: emitent (E), kollektor (C) va tayanch (B). Baza kollektordan emitentgacha bo'lgan oqimni boshqaradi. Kollektordan emitentga o'tadigan oqim asosiy oqimga proportsionaldir. Emitent oqimi yoki asosiy oqim hFE ga teng. Ushbu o'rnatish kollektor rezistoridan (RI) foydalanadi. Agar oqim Ic orqali oqsaRI, bu rezistorda kuchlanish hosil bo'ladi, bu Ic x RI mahsulotiga teng. Bu shuni anglatadiki, tranzistordagi kuchlanish: E2 - (RI x Ic). Ic taxminan Ie ga teng, shuning uchun IE=hFE x IB bo'lsa, Ic ham hFE x IB ga teng. Shuning uchun, almashtirilgandan so'ng, tranzistorlardagi kuchlanish (E) E2 (RI x le x hFE).
Funksiyalar
Tranzistorli audio kuchaytirgich kuchaytirish va kommutatsiya funksiyalariga qurilgan. Radioni misol qilib oladigan bo'lsak, radioning atmosferadan oladigan signallari juda zaif. Radio bu signallarni karnay chiqishi orqali kuchaytiradi. Bu "boost" funktsiyasi. Masalan, germaniy tranzistori gt806 impuls qurilmalari, konvertorlar va oqim va kuchlanish stabilizatorlarida foydalanish uchun mo'ljallangan.
Analog radio uchun signalni shunchaki kuchaytirsangiz, karnaylar ovoz chiqaradi. Biroq, raqamli qurilmalar uchun kirish to'lqin shaklini o'zgartirish kerak. Kompyuter yoki MP3 pleer kabi raqamli qurilma uchun tranzistor signal holatini 0 yoki 1 ga o'tkazishi kerak. Bu "almashtirish funktsiyasi"
Tranzistorlar deb ataladigan murakkabroq komponentlarni topishingiz mumkin. Gap suyuq kremniy infiltratsiyasidan yaratilgan integral sxemalar haqida ketmoqda.
Sovet Silikon vodiysi
Sovet davrida, 60-yillarning boshlarida Zelenograd shahri mikroelektronika markazini tashkil qilish uchun tramplinga aylandi. Sovet muhandisi Shchigol F. A. 2T312 tranzistorini va uning analogi 2T319 ni ishlab chiqdi, keyinchalik u aylandi.gibrid sxemalarning asosiy komponenti. Aynan shu odam SSSRda germaniy tranzistorlarini ishlab chiqarishga asos solgan.
1964 yilda Angstrem zavodi Nozik texnologiyalar ilmiy-tadqiqot instituti negizida chipda 20 ta elementdan iborat birinchi IC-Path integral sxemasini yaratdi, u tranzistorlarni rezistorli ulanishlar bilan birlashtirish vazifasini bajaradi.. Shu bilan birga, yana bir texnologiya paydo bo'ldi: birinchi tekis tranzistorlar "Plane" ishga tushirildi.
1966 yilda Pulsar ilmiy-tadqiqot institutida yassi integral mikrosxemalar ishlab chiqaruvchi birinchi tajriba stansiyasi ishlay boshladi. NIIME da doktor Valiev guruhi mantiqiy integral mikrosxemalar bilan chiziqli rezistorlar ishlab chiqarishni boshladi.
1968 yilda Pulsar ilmiy-tadqiqot instituti aloqa, televidenie, radioeshittirish uchun mo'ljallangan KD910, KD911, KT318 yupqa plyonkali ochiq ramkali yassi tranzistorli gibrid IClarning birinchi qismini ishlab chiqardi.
Ommaviy ishlatiladigan raqamli ICga ega chiziqli tranzistorlar (155-toifa) DOE tadqiqot institutida ishlab chiqilgan. 1969 yilda sovet fizigi J. I. Alferov galliy arsenid tizimiga asoslangan geterostrukturalarda elektron va yorug'lik oqimlarini boshqarish nazariyasini dunyoga ochdi.
Oʻtmish va kelajak
Birinchi ketma-ket tranzistorlar germaniy asosida yaratilgan. P-tipli va N-tipli germaniy bir-biriga ulangan va birlashtiruvchi tranzistor hosil qilgan.
Amerikaning Fairchild Semiconductor kompaniyasi 1960-yillarda planar jarayonni ixtiro qilgan. Bu erda tranzistorlar ishlab chiqarish uchunkremniy va fotolitografiya sanoat miqyosida takror ishlab chiqarishni yaxshilash uchun ishlatilgan. Bu integral mikrosxemalar g'oyasiga olib keldi.
Germaniy va kremniy tranzistorlari oʻrtasidagi sezilarli farqlar quyidagilar:
- kremniy tranzistorlar ancha arzon;
- kremniy tranzistorining chegara kuchlanishi 0,7V, germaniyning chegara kuchlanishi esa 0,3V;
- kremniy 200°C atrofida, germaniy 85°C atrofida haroratga bardosh beradi;
- kremniy oqish oqimi nA bilan, germaniy uchun mA bilan oʻlchanadi;
- PIV Si Ge dan katta;
- Ge signallardagi kichik oʻzgarishlarni aniqlay oladi, shuning uchun ular yuqori sezuvchanligi tufayli eng "musiqiy" tranzistorlardir.
Audio
Analog audio uskunada yuqori sifatli ovoz olish uchun siz qaror qabul qilishingiz kerak. Nima tanlash kerak: zamonaviy integral mikrosxemalar (IC) yoki germaniy tranzistorlaridagi ULF?
Tranzistorlar paydo boʻlishining dastlabki kunlarida olimlar va muhandislar qurilmalar asosida yotadigan material ustida bahslashdilar. Davriy jadvalning elementlari orasida ba'zilari o'tkazgichlar, boshqalari izolyatorlardir. Ammo ba'zi elementlarni yarimo'tkazgichlar deb atashga imkon beruvchi qiziqarli xususiyat mavjud. Kremniy yarimo'tkazgich bo'lib, bugungi kunda ishlab chiqarilgan deyarli barcha tranzistorlar va integral mikrosxemalarda qo'llaniladi.
Ammo kremniy tranzistor yasash uchun mos material sifatida ishlatilgunga qadar u germaniy bilan almashtirilgan. Kremniyning germaniydan ustunligi, asosan, erishish mumkin bo'lgan yuqori daromadga bog'liq edi.
Turli ishlab chiqaruvchilarning germaniy tranzistorlari ko'pincha bir-biridan farqli xususiyatlarga ega bo'lsa-da, ba'zi turlari issiq, boy va dinamik ovoz chiqaradi deb hisoblanadi. Tovushlar xirillagan va notekisdan bo'g'iq va tekisgacha bo'lishi mumkin. Shubhasiz, bunday tranzistor kuchaytiruvchi qurilma sifatida qo'shimcha o'rganishga loyiqdir.
Harakat uchun maslahat
Radio komponentlarini xarid qilish - bu ish uchun kerak bo'lgan hamma narsani topishingiz mumkin bo'lgan jarayon. Mutaxassislar nima deydi?
Ko'plab radio havaskorlari va yuqori sifatli ovozni biluvchilarning fikriga ko'ra, P605, KT602, KT908 seriyalari eng musiqiy tranzistorlar sifatida tan olingan.
Stabilizatorlar uchun Siemens, Philips, Telefunken kompaniyalarining AD148, AD162 seriyalaridan foydalangan ma'qul.
Sharhlarga ko'ra, germaniy tranzistorlarining eng kuchlisi - GT806, P605 seriyasiga nisbatan g'alaba qozonadi, ammo tembr chastotasi bo'yicha ikkinchisiga ustunlik berish yaxshiroqdir. KT851 va KT850 turlariga, shuningdek, KP904 dala effektli tranzistoriga e'tibor qaratish lozim.
P210 va ASY21 turlari tavsiya etilmaydi, chunki ular aslida yomon ovoz xususiyatlariga ega.
Gitara
Germaniy tranzistorlarining turli markalari har xil xususiyatlarga ega boʻlsa-da, ularning barchasi dinamik, boyroq va yoqimli ovoz yaratish uchun ishlatilishi mumkin. Ular gitara ovozini o'zgartirishga yordam beradikeng ohangda, jumladan, qizg'in, ovozsiz, qattiq, silliqroq yoki ularning kombinatsiyasi. Ba'zi qurilmalarda ular gitara musiqasiga ajoyib ijro, o'ta aniq va yumshoq ovoz berish uchun keng qo'llaniladi.
Germaniy tranzistorlarining asosiy kamchiligi nimada? Albatta, ularning oldindan aytib bo'lmaydigan xatti-harakatlari. Mutaxassislarning fikriga ko'ra, takroriy sinovdan so'ng sizga mos keladiganini topish uchun radio komponentlarini katta hajmda sotib olish, ya'ni yuzlab tranzistorlarni sotib olish kerak bo'ladi. Bu kamchilikni studiya muhandisi va musiqachi Zakari Veks vintage tovush effektlari bloklarini qidirish vaqtida aniqlagan.
Vex original Fuzz birliklarini ma'lum nisbatlarda aralashtirish orqali gitara musiqasini tiniqroq qilish uchun Fuzz gitara effektlari birliklarini yaratishni boshladi. U ushbu tranzistorlardan faqat omadga tayanib, eng yaxshi kombinatsiyani olish uchun imkoniyatlarini sinab ko'rmasdan foydalangan. Oxir-oqibat, u yaroqsiz ovozi tufayli ba'zi tranzistorlardan voz kechishga majbur bo'ldi va o'z zavodida germaniy tranzistorlari bilan yaxshi Fuzz bloklarini ishlab chiqara boshladi.
