Niemieckie tranzystory doświadczyły okresu rozkwitu w pierwszej dekadzie elektroniki półprzewodnikowej, zanim zostały szeroko zastąpione przez krzemowe urządzenia o ultra wysokiej częstotliwości. W tym artykule omówimy, dlaczego pierwszy typ tranzystorów w przemyśle muzycznym jest nadal uważany za ważny element i ma duże znaczenie dla koneserów dobrego dźwięku.
Pochodzenie pierwiastka
Germanium odkryli Clemens i Winkler w niemieckim mieście Freiberg w 1886 roku. Istnienie tego elementu przewidział Mendelejew, który ustalił z góry jego ciężar atomowy równy 71 i gęstości 55 g /cm 3. Na początku jesieni 1885 r. Górnik, który pracował w kopalni srebra Chemmsulfurist niedaleko Freiberg, natrafił na niezwykłą rudę. Został przekazany Albine Weisbachowi z pobliskiej Akademii Górniczej, która potwierdziła, że jest to nowy minerał. On z kolei poprosił swojego kolegę z Winklera o przeanalizowanie ekstrakcji. Winkler stwierdził, że w znalezionym pierwiastku chemicznym jest 75% srebra, 18% siarki, a skład pozostałych 7% ilości odkryć naukowca nie mógł określić.
W lutym 1886 roku zdał sobie sprawę, że ten nowy element podobny do metalu. Po przetestowaniu jego właściwości okazało się, że jest to brakujący element tabeli Mendelejewa, który znajduje się poniżej krzemu. Minerał, z którego pochodzi, znany jest jako argygidyt - Ag 8 GeS 6. Po kilkudziesięciu latach pierwiastek ten będzie stanowił podstawę tranzystorów germanowych dladźwięk
German
Pod koniec XIX wieku germani zostali po raz pierwszy wyizolowani i zidentyfikowani przez niemieckiego chemika Clemensa Winklera. Materiał ten, nazwany na cześć ojczyzny Winklera, od dawna uważany jest za metal niskoprzewodzący. To stwierdzenie zostało zmienione podczas II wojny światowej, ponieważ w tym czasie odkryto właściwości półprzewodnikowe Niemiec. Instrumenty składające się z Niemiec, szeroko rozpowszechnione w latach powojennych. W tym czasie konieczne było zaspokojenie zapotrzebowania na produkcję tranzystorów germanowych i podobnych urządzeń. Tak więc produkcja Niemiec w USA wzrosła z kilkuset kilogramów w 1946 r. Do 45 ton w 1960 r.
Kronika
Historia powstania tranzystorów rozpoczyna się w 1947 r. Od firmy Bell Laboratories z siedzibą w New Jersey. W procesie uczestniczyli trzej genialni amerykańscy fizycy: John Bardeen (1908-1991), Walter Brotherne (1902-1987) i William Shockley (1910-1989). Zespół kierowany przez Shockleya próbował stworzyć nowy typ wzmacniacza dla amerykańskiego systemu telefonicznego, ale to, co oni wymyślili, było o wiele bardziej interesujące. Bardeen i Brotherne zbudowali pierwszy tranzystor we wtorek, 16 grudnia 1947 roku. Jest znany jako tranzystor punkt-punkt. Shockley ciężko pracował nad projektem, więc nie jest zaskakujące, że był podekscytowany i zły, że został odrzucony. Wkrótce sam stworzył teorię tranzystora tranzystorowego. To urządzenie o wielu parametrach wykracza poza tranzystor punkt-punkt.
Powstanie nowego świata
Podczas gdy Bardeen rzucił Bell Labs,Aby zostać akademikiem (kontynuował naukę tranzystorów i nadprzewodników germanu na Uniwersytecie Illinois), Brattain pracował przez pewien czas, a następnie poszedł do pedagogiki. Shockley założył własną firmę produkującą tranzystory i stworzył wyjątkowe miejsce - Dolinę Krzemową. Jest to kwitnąca dzielnica w Kalifornii, wokół Palo Alto, gdzie znajdują się duże korporacje elektroniki. Dwóch jego pracowników, Robert Nois i Gordon Moore, założyli firmę Intel, największego na świecie producenta układów scalonych.
Bardeen, Brotherne i Shockley szybko ponownie spotkali się w 1956 roku: za swoje odkrycie otrzymali najwyższą nagrodę naukową na świecie - Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.
Prawo patentowe
Pierwotny projekt tranzystora punkt-punkt opisano w amerykańskim patencie Johna Bardeena i Waltera Brattaina, zarejestrowanym w czerwcu 1948 r. (Około sześć miesięcy po pierwszym odkryciu). Patent został wydany 3 października 1950 r. Prosty tranzystor PN posiadał cienką górną warstwę germanu typu P (żółty) i dolną warstwę germanu typu N (pomarańczowy). Niemieckie tranzystory miały trzy styki: emiter (E, czerwony), kolektor (C, niebieski) i podstawę (G, zielony).
W prostych słowach
Zasada działania wzmacniacza dźwięku na tranzystorach stanie się jaśniejsza, jeśli zastosujemy analogię do zasady działania kurka wodnego: grzejnik jest rurociągiem, a kolektor jest dźwigiem. To porównanie pomaga wyjaśnić działanie tranzystora. Wyobraź sobie, że tranzystor jest kranem. Prąd elektryczny działa jak woda. Tranzystorma trzy kontakty: bazę, kolekcjonera i emitera. Podstawa działa jak rączka żurawia, kolektor - jak woda dostarczana do żurawia, a grzejnik - jako otwór, z którego wypływa woda. Lekko obracając uchwyt dźwigu, możesz powstrzymać silny przepływ wody. Jeśli lekko obrócisz korbę, natężenie przepływu wody znacznie wzrośnie. Jeśli uchwyt dźwigu jest całkowicie zamknięty, woda nie będzie płynąć. Jeśli przekręcisz pokrętło całkowicie, woda stopnie znacznie szybciej.
Zasada działania
Jak już wspomniano, tranzystory germanowe - obwody, które bazują na trzech stykach: emiter (E), kolektor (C) i podstawa (B). Baza kontroluje prąd z kolektora do emitera. Prąd płynący z kolektora do emitera jest proporcjonalny do prądu podstawy. Prąd emitera lub prąd bazowy to hFE. Ta instalacja wykorzystuje rezystor kolektorowy (RI). Jeśli prąd Ic przepływa przez RI, na tym rezystorze zostanie utworzone napięcie równe iloczynowi Ic x RI. Oznacza to, że napięcie tranzystora jest równe: E2 - (RI x Ic). Ic wynosi w przybliżeniu Ie, więc jeśli IE = hFE x IB, Ic jest równy hFE x IB. W konsekwencji po wymianie napięcie na tranzystorach (E) wynosi E2 (RI x le x hFE).
Funkcje
Wzmacniacz dźwięku na tranzystorach opiera się na funkcjach wzmacniania i przełączania. Patrząc na przykład na radio, sygnały odbierane przez radio z atmosfery są bardzo słabe. Radio wzmacnia te sygnały przez wyjście głośnika. Jest to funkcja "wzmocnienia". Na przykład tranzystor germanowy gt806 jest przeznaczony do stosowania w urządzeniach impulsowych, konwerterach oraz stabilizatorach prądu i napięcia.
W przypadku radia analogowego po prostu wzmocnienie sygnału spowoduje, że głośniki będą odtwarzać dźwięk. Jednak w przypadku urządzeń cyfrowych kształt sygnału wejściowego wymaga zmiany. W przypadku urządzenia cyfrowego, takiego jak komputer lub odtwarzacz MP3, tranzystor musi zmienić stan sygnału na 0 lub 1. Jest to "funkcja przełączania". Można znaleźć bardziej złożone elementy zwane tranzystorami. Język układów scalonych wykonanych z płynnej infiltracji krzemu.
Radziecka "dolina krzemowa"
W czasach sowieckich, na początku lat 60. miasto Zelenograd stało się przyczółkiem do organizacji swojego Centrum Mikroelektroniki. Radziecki inżynier Shchigol FA opracował tranzystor 2T312 i jego analogowy 2T319, który później stał się głównym składnikiem łańcuchów hybrydowych. To właśnie ten człowiek położył podwaliny pod uwolnienie tranzystorów germanowych w ZSRR. W 1964 r. Zakład w Angstrom, oparty na Research Institute of Precision Technologies, stworzył pierwszy zintegrowany chip IC-Path złożony z 20 elementów na krysztale, który wykonuje zadanie zestawu tranzystorów z rezystywnymi związkami. W tym samym czasie pojawiła się kolejna technologia: uruchomiono pierwsze płaskie płaskie tranzystory "Ploshina". W 1966 roku w Pulsar Scientific Research Institute zaczęło działać pierwsze stanowisko doświadczalne do produkcji płaskich układów scalonych. W NIIME grupa Dr. Valieva zaczęła produkować rezystory liniowe z logicznymi układami scalonymi.
W 1968 r. Instytut Badawczy Pulsar wykonał pierwszą część cienkowarstwowych układów hybrydowych z płaskimiTranzystory z otwartą ramą typu KD910 KD911 KT318 przeznaczone do komunikacji, telewizji, nadawania. W Instytucie Badawczym IEE opracowano liniowe transceivery z cyfrowymi układami scalonymi do mediów masowych (typ 155). W 1969 r. Radziecki fizyk Alfiorov, JV, odkrył światową teorię sterowania elektronami i strumieniem światła w heterostrukturach opartych na układzie arsenid-galu.
Przeszłość przeciwko przyszłości
Podstawą pierwszych tranzystorów szeregowych był german. Niemcy typu P typu N zostały połączone, tworząc tranzystor. Amerykańska firma Fairchild Semiconductor w latach sześćdziesiątych wynalazła planarny proces. Tutaj, do produkcji tranzystorów o ulepszonej odtwarzalnej charakterystyce na skalę przemysłową, zastosowano krzem i fotolitografię. Doprowadziło to do idei układów scalonych. Istotne różnice między tranzystorami germanu i krzemu są następujące:
tranzystory krzemowe są znacznie tańsze; Tranzystor krzemowy ma napięcie graniczne o wartości 07 V, podczas gdy german to 03; krzem wytrzymuje temperaturę około 200 ° C, german - 85 ° C; prąd upływu krzemu jest mierzony w nA, dla niem. - mA; PIV Si większe niż Ge; Ge może wykrywać niewielkie zmiany w sygnałach, w związku z tym są one najbardziej "muzycznymi" tranzystorami z powodu wysokiej czułości. Audio
Aby uzyskać dźwięk wysokiej jakości na analogowym sprzęcie audio, konieczne jest określenie. Co wybrać: nowoczesne układy scalone (układy scalone) lub układy ULF na tranzystorach germanowych? WW pierwszych dniach pojawienia się tranzystora naukowcy i inżynierowie dyskutowali o materiale, który będzie podstawą pracy urządzeń. Wśród elementów układu okresowego jeden jest dyrygentem, podczas gdy inni są izolatorami. Ale niektóre elementy mają interesującą właściwość, która pozwala im nazywać się półprzewodnikami. Krzem jest półprzewodnikiem i jest używany w prawie wszystkich tranzystorach i układach scalonych produkowanych dzisiaj. Ale zanim krzem został użyty jako odpowiedni materiał do produkcji tranzystora, został zastąpiony przez german. Przewaga krzemu w porównaniu z germanem wynikała głównie z wyższego zysku, jaki można było uzyskać. Chociaż tranzystory germanowe różnych producentów często mają różne cechy, uważa się, że niektóre typy dają ciepły, nasycony i dynamiczny dźwięk. Dźwięki mogą być w zakresie od wyraźnego i nierównego do wyciszonego i równego pośrednikowi między nimi. Niewątpliwie taki tranzystor zasługuje na dalsze studia jako wzmacniacz.
Wskazówki dotyczące działania
Kupowanie części radiowych to proces, w którym można znaleźć wszystko, czego potrzeba do pracy. Co mówią eksperci? Według wielu amatorów radia i koneserów wysokiej jakości dźwięku, największe tranzystory muzyczne są rozpoznawane serią P605 KT602 KT908. W przypadku stabilizatorów lepiej jest stosować serie AD148 AD162 marki Siemens, Philips, Telefunken. Sądząc po recenzjach najpotężniejszych tranzystorów germanowych - GT-806 wygrywa w porównaniu z serią P605, jednak częstotliwość tonuprzewagę najlepiej nadać temu drugiemu. Warto zwrócić uwagę na typ CT851 i KT850 oraz tranzystor polowy KP904. Nie zaleca się używania typów P210 i ASY21, ponieważ w rzeczywistości mają one słabą charakterystykę dźwięku.
Gitary
Chociaż tranzystory germanowe różnych marek mają różne cechy, wszystkie można wykorzystać do stworzenia dynamicznego, bardziej nasyconego i przyjemnego dźwięku. Mogą one pomóc w zmianie brzmienia gitary w szerokim zakresie tonów, w tym intensywnym, wyciszonym, ostrym, bardziej wyrównanym lub ich kombinacji. W niektórych urządzeniach są one powszechnie używane do dodawania do gry wspaniałej muzyki gitarowej, niezwykle namacalnego i miękkiego brzmienia. Co jest znaczącą wadą w tranzystorach germanowych? Oczywiście ich nieprzewidywalne zachowanie. Zdaniem ekspertów konieczne będzie przeprowadzenie ogromnego zakupu komponentów radiowych, czyli zakup setek tranzystorów, aby po wielu testach znaleźć odpowiedni dla siebie. Ta wada została odkryta przez inżyniera pracującego w studio i muzyka Zakari Vex podczas wyszukiwania klasycznych klocków dla efektów dźwiękowych. Vex rozpoczął tworzenie bloków efektów dla gitar Fuzz, aby czysty dźwięk muzyki gitarowej był czysty, łącząc oryginalne klocki Fuzz w określonym stosunku. Użył tych tranzystorów bez sprawdzania ich potencjału, aby uzyskać najlepszą kombinację, polegając wyłącznie na szczęściu. W rezultacie został zmuszony do porzucenia niektórych tranzystorów z powodu ich niewłaściwego dźwięku i zaczął produkować dobre bloki Fuzza z germanemtranzystory w twojej fabryce.
