Los diodos de germanio se utilizaron para el radar durante la Segunda Guerra Mundial. Los transistores de germanio aparecieron aproximadamente una década después. La mayoría de los primeros transistores sólo estaban especificados para uso de audio, como el OC71. Los tipos de RF especificados, como el OC44, sólo servían para unos pocos MHz. ¿Por qué había tanta diferencia de velocidad?
Los principales factores que afectan a la respuesta en frecuencia de los transistores bipolares son
Todos ellos pueden reducirse reduciendo las dimensiones físicas del transistor. Sin embargo, en los primeros tiempos esto no era tan fácil.
Los primeros transistores utilizaban uniones de punto de contacto, que a su vez tenían dimensiones reducidas (por eso los diodos de punto de contacto funcionan bien a altas frecuencias). Sin embargo, el tiempo de tránsito de la portadora entre el colector y el emisor era proporcional al cubo de su separación, por lo que el rendimiento disminuía rápidamente al aumentar la distancia. Para conseguir una frecuencia de corte de 20MHz era necesario que los puntos de contacto estuvieran separados sólo 1 mil (0,025mm), lo que era difícil de conseguir y mantener.
Interior del transistor de contacto puntual 2N110:-
Los transistores de unión de aleación difusa eran más robustos y fáciles de fabricar, pero tenían uniones más grandes que aumentaban la capacitancia y corrían el riesgo de provocar un cortocircuito si las difusiones se acercaban demasiado. Una vez más, el rendimiento de las altas frecuencias podía mejorarse reduciendo las dimensiones, pero el tamaño de la estructura seguía siendo limitado.
La foto de abajo muestra el interior de dos populares transistores de germanio. En el AC128 (un transistor de audiofrecuencia de 1A) podemos ver claramente las grandes bolitas del emisor y del colector a ambos lados de la base. En el AF106 (un transistor de RF utilizado en los sintonizadores de TV) la parte semiconductora (oculta bajo una capa protectora) es mucho más pequeña. Este transistor utiliza ' mesa ' para reducir el área activa. Sólo puede manejar 10mA, pero la frecuencia máxima de oscilación es de 1,2GHz.
Gracias a usted ¡por la buena pregunta! Hoy he aprendido mucho sobre la historia de los transistores.
Además, la frecuencia de tránsito no dice toda la historia - un BC548 tiene 300MHz, pero trata de usarlo en VHF dada la alta capacitancia de miller....
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Creo que centrarse específicamente en el germanio en esta pregunta es un error. Por ejemplo, los fotodiodos siguen siendo mucho más rápidos que los fototransistores para cualquier material utilizado. Quizá la pregunta debería ser "¿por qué los diodos más rápidos son más rápidos que los transistores más rápidos?".
8 votos
Las técnicas de fabricación eran muy diferentes en aquellos tiempos, por lo que un transistor era una estructura bastante elaborada, mucho más compleja y grande que un diodo. Las técnicas de difusión local aún no existían, por lo que creo que los transistores eran mucho más grandes y, por tanto, más lentos que los diodos. Los diodos podían fabricarse utilizando un contacto puntual que daba lugar a una pequeña unión PN. Para obtener información sobre cómo se fabricaban los semiconductores en el pasado, lea: sites.google.com/site/transistorhistory/Home/ Esta es mi suposición, podría estar equivocado.
3 votos
No son los "transistores de germanio" los que eran lentos. Más bien, primeros transistores eran.