Transistor de junção crescido - Grown-junction transistor

Um transistor de junção NPN crescido com a tampa removida para mostrar o lingote de germânio e o fio de base.

O transistor de junção crescido foi o primeiro tipo de transistor de junção bipolar fabricado. Foi inventado por William Shockley no Bell Labs em 23 de junho de 1948 (patente registrada em 26 de junho de 1948), seis meses após o primeiro transistor de ponto de contato bipolar . Os primeiros protótipos de germânio foram feitos em 1949. Bell Labs anunciou o transistor de junção crescido de Shockley em 4 de julho de 1951.

Um transistor de junção NPN crescido é feito de um único cristal de material semicondutor que possui duas junções PN crescidas nele. Durante o processo de crescimento, um cristal semente é lentamente retirado de um banho de semicondutor derretido, que então cresce em um cristal em forma de haste ( boule ). O semicondutor fundido é do tipo N dopado no início. Em um momento predeterminado no processo de crescimento, um pequeno grânulo de um dopante do tipo P é adicionado, quase imediatamente seguido por um grânulo um pouco maior de um dopante do tipo N. Esses dopantes se dissolvem no semicondutor fundido, mudando o tipo de semicondutor subsequentemente cultivado. O cristal resultante tem uma fina camada de material tipo P imprensada entre seções de material tipo N. Essa camada do tipo P pode ter apenas um milésimo de polegada de espessura. O cristal é fatiado, deixando a fina camada de tipo P no centro da fatia e, a seguir, cortado em barras. Cada barra é transformada em um transistor soldando suas extremidades do tipo N a condutores de suporte e condutor, depois soldando um chumbo de ouro muito fino à camada central do tipo P e, finalmente, envolto em uma lata hermeticamente selada . Um processo semelhante, usando os dopantes opostos, faz um transistor de junção crescido PNP.

A parte mais difícil desse processo é soldar o fio de ouro à camada de base, pois o fio pode ter um diâmetro maior do que a espessura da base. Para facilitar essa operação, o fio de ouro é pontiagudo ou achatado até que a ponta fique mais fina que a camada de base. A ponta do fio de ouro é deslizada ao longo da barra até que a medição da resistência elétrica mostre que ela está em contato com a camada de base. Nesse momento, um pulso de corrente é aplicado, soldando o fio no lugar. Infelizmente, às vezes a solda é muito grande ou ligeiramente fora do centro na camada de base. Para evitar curto-circuito no transistor, o fio de ouro é ligado com uma pequena quantidade do mesmo tipo de dopante usado na base. Isso faz com que a camada de base se torne ligeiramente mais espessa no ponto da solda.

Transistores de junção crescida raramente operavam em frequências acima da faixa de áudio, devido às suas camadas de base relativamente grossas. O crescimento de camadas de base finas era muito difícil de controlar e soldar o arame à base se tornava mais difícil à medida que ficava mais fino. A operação de frequência mais alta poderia ser obtida soldando um segundo fio no lado oposto da base, fazendo um transistor tetrodo e usando polarização especial nesta segunda conexão de base.

Veja também

Referências

  1. ^ MUSEU DO TRANSISTOR Galeria de fotos do transistor histórico BELL LABS TIPO M1752
  2. ^ Morris, Peter Robin (1990). "4.2". Uma História da Indústria Mundial de Semicondutores . IEE History of Technology Series 12. Londres: Peter Peregrinus Ltd. p. 29. ISBN 0-86341-227-0.

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