През първото десетилетие на полупроводниковата електроника германските транзистори преживяха период на разцвет, преди да бъдат заменени широко от силиконови ултрависокочестотни устройства. В тази статия ще обсъдим защо първият тип транзистори в музикалната индустрия все още се счита за важен елемент и е от голямо значение за ценителите на добрия звук.
Произходът на елемент
Германий е открит от Клеменс и Винклер в германския град Фрайберг през 1886 година. Наличието на този елемент е предвидено от Менделеев, като предварително е установил атомното си тегло, равно на 71 и плътност от 55 г /см 3. В началото на есента на 1885 г. миньорът, който работи в сребърния рудник на Хемсулфурист близо до Фрайберг, се натъкнал на необичайна руда. Тя е предадена на Албин Вайсбах от близката Минна академия, която потвърждава, че това е нов минерал. Той на свой ред поиска от колегата си от Уинклер да анализира добива. Winkler установи, че в рамките на открития химичен елемент е 75% сребро, 18% сяра, съставът на останалите 7% от количеството открития, които ученият не е могъл да определи.
До февруари 1886 г. той осъзнава, че този нов металоподобен елемент. Когато тестовете му бяха тествани, стана ясно, че това е липсващ елемент от таблицата на Менделеев, която се намира под силиций. Минералът, от който произхожда, е известен като аргигидит - Ag 8 GeS 6. След няколко десетилетия този елемент ще служи като основа на германиевите транзистори зазвук.
Германий
В края на XIX век германският герман е първият изолиран и идентифициран от германския химик Клеменс Винклер. Този материал, наречен в чест на родината на Винклер, отдавна се счита за нископроводим метал. Това твърдение бе преразгледано по време на Втората световна война, тъй като по това време бяха открити полупроводниковите свойства на Германия. Инструменти, състоящи се от Германия, широко разпространена в следвоенните години. По това време е необходимо да се отговори на необходимостта от производство на германиеви транзистори и подобни устройства. Така производството на германия в САЩ се е увеличило от няколко стотин килограма през 1946 г. на 45 тона до 1960 година.
Хроника
Историята на създаването на транзистори започва през 1947 г. от компанията Bell Laboratories, разположена в Ню Джърси. Процесът включва три брилянтни американски физици: Джон Бардин (1908-1991), Уолтър Братър (1902-1987) и Уилям Шокли (1910-1989). Екип начело с Shockley се опитваше да разработи нов тип усилвател за американската телефонна система, но това, което те изобретили, беше много по-интересно. Бардин и Братн построили първия транзистор във вторник, 16 декември 1947 година. Той е известен като транзистор от точка до точка. Shockley работи усилено по проекта, така че не е изненадващо, че той е развълнуван и ядосан, че е бил отхвърлен. Скоро той самият формира теорията на транзисторния транзистор. Това устройство по много параметри превишава транзистора от точка до точка.
Появата на нов свят
Докато Бардин хвърляше Bell Labs,За да стане академик (той продължава да изучава германиеви транзистори и свръхпроводници в Университета на Илинойс), Браттен работи известно време, а след това отива в педагогиката. Shockley основава собствена компания за производство на транзистори и създава уникално място - Силиконовата долина. Това е процъфтяващ район в Калифорния около Пало Алто, където има големи корпорации за електроника. Двама от неговите служители, Robert Nois и Gordon Moore, основават Intel, най-големият производител на чипове в света.
Бардин, Братне и Шокли за кратко са се събрали за кратко през 1956 г .: за откритието им са получили най-високата научна награда в света - Нобеловата награда по физика.
Патентно право
Първоначалният дизайн на транзистор от точка до точка е описан в патента на САЩ на Джон Бардин и Валтер Браттейн, регистриран през юни 1948 г. (приблизително шест месеца след първото откриване). Патентът е издаден на 3 октомври 1950 г. Един прост PN-транзистор притежава тънък горен слой от германиев P-тип (жълт) и по-нисък слой от германиев N-тип (оранжев). Германските транзистори са имали три контакта: емитер (E, червен), колектор (C, син) и основа (G, зелен).
С прости думи
Принципът на работа на усилвателя на звука върху транзисторите ще стане по-ясен, ако извършим аналогия с принципа на работа на водопроводния кран: радиаторът е тръбопровод, а колекторът е кран. Това сравнение помага да се обясни как работи транзисторът. Представете си, че транзисторът е кран за кран. Електрическият ток действа като вода. транзисторима три контакта: база, колектор и емитер. Базата работи като кранова дръжка, колектор - като водата, подавана към крана, а радиаторът - като отвор, от който водата изтича. Леко завъртане на дръжката на крана, можете да ограничите мощния поток вода. Ако леко завъртите манивелата, скоростта на потока на водата ще се увеличи значително. Ако ръкохватката на крана е напълно затворена, водата няма да тече. Ако завъртите копчето напълно, водата ще се стопи много по-бързо.
Принцип на действие
Както вече споменахме, германиеви транзистори - вериги, които се основават на три контакта: емитер (E), колектор (C) и основа (B). Базата управлява тока от колектора до излъчвателя. Токът, който тече от колектора към излъчвателя, е пропорционален на тока на основата. Токът на излъчвателя или базовият ток е hFE. Тази инсталация използва колекторен резистор (RI). Ако текущият Ic тече през RI, на този резистор ще се образува напрежение, равно на продукта Ic x RI. Това означава, че напрежението на транзистора е равно на: E2 - (RI x Ic). Ic е приблизително Ie, така че ако IE = hFE x IB, Ic също е равен на hFE x IB. Следователно, след замяната, напрежението на транзисторите (E) е E2 (RI x le x hFE).
Функции
Усилвателят на звука на транзисторите се основава на функциите на усилване и превключване. Когато се разглежда като пример за радио, сигналите, които радиото получава от атмосферата, са изключително слаби. Радиото усилва тези сигнали през изхода на високоговорителя. Това е функция "печалба". Например, германиевият транзистор gt806 е предназначен за използване в импулсни устройства, преобразуватели и стабилизатори на ток и напрежение.
За аналоговото радио просто усилване на сигнала ще предизвика звук от високоговорителите. Въпреки това, за цифрови устройства, формата на входния сигнал трябва да се промени. За цифрово устройство, като например компютър или MP3 плейър, транзисторът трябва да превключи състоянието на сигнала на 0 или 1. Това е "превключваща функция" Можете да намерите по-сложни компоненти, наречени транзистори. Езикът на интегралните схеми, направени от течна силиконова инфилтрация.
Съветската "силиконова долина"
В съветските времена, в началото на 60-те години, град Зеленоград стана препятствие за организацията на своя Център за микроелектроника. Съветският инженер Щигол Ф.А. разработва транзистор 2Т312 и неговия аналог 2Т319, който по-късно става основен компонент на хибридните вериги. Именно този човек постави основите за освобождаването на германиеви транзистори в СССР. През 1964 г. заводът Angstrom, базиран на изследователския институт за прецизни технологии, създава първия интегрален IC-Path чип от 20 елемента на кристала, който изпълнява задачата за набор от транзистори с резистивни съединения. В същото време се появи и друга технология: пуснаха се първите плоски равнинни транзистори "Плошина". През 1966 г. първата експериментална станция за производство на плоски интегрални схеми започва да работи в Научно-изследователския институт на Пулсар. В NIIME групата на д-р Валиева започва да произвежда линейни резистори с логически интегрални схеми.
През 1968 г. изследователският институт „Пулсар“ направи първата част от тънкослойни хибридни интегрални схеми с плосъкТранзистори с отворени рамки тип KD910 KD911 KT318, предназначени за комуникация, телевизия, излъчване. В Изследователския институт на IEE са разработени линейни приемо-предаватели с цифрови интегрални схеми за маса (тип 155). През 1969 г. съветският физик Алфьоров, JV, открива световна теория на контрола на електроните и светлинния поток в хетероструктури, базирани на арсенид-галиева система.
Минало срещу бъдещето
Основата на първите серийни транзистори беше германий. Р-тип N-тип германия са свързани заедно, за да образуват транзистор. Американската компания Fairchild Semiconductor през 60-те години на миналия век изобретява планарния процес. Тук за производството на транзистори с подобрени възпроизводими характеристики в промишлен мащаб бяха използвани силикон и фотолитография. Това доведе до идеята за интегрални схеми. Значителни разлики между германиеви и силициеви транзистори са следните:
силициевите транзистори са много по-евтини; Силиконовият транзистор има гранично напрежение от 07 V, докато германий е 03;силиций издържа на температура около 200 ° С, германий - 85 ° С; токът на изтичане на силиций се измерва в nA, за германия - mA; PIV Si по-голям от Ge; Ge може да открие малки промени в сигналите, затова те са най-"музикалните" транзистори поради високата чувствителност. Аудио
За да се получи висококачествен звук на аналогово аудио оборудване, е необходимо да се определи. Какво да изберем: модерни интегрални схеми (ИС) или ULF на германиеви транзистори? вПървите дни на появата на транзистора учените и инженерите спореха за материала, който ще бъде в основата на работата на устройствата. Сред елементите на периодичната таблица, един е проводник, а други са изолатори. Но някои елементи имат интересно свойство, което им позволява да се наричат полупроводници. Силиконът е полупроводник и се използва в почти всички транзистори и интегрални схеми, произведени днес. Но преди силицийът да се използва като подходящ материал за производството на транзистора, той беше заменен с германий. Предимството на силиция в сравнение с германия се дължи главно на по-висока печалба, която може да бъде постигната. Въпреки че германиевите транзистори на различни производители често имат различни характеристики, се смята, че някои видове придават топъл, наситен и динамичен звук. Звуците могат да варират от свеж и неравномерен до приглушен и равен на междинния между тях. Без съмнение, такъв транзистор заслужава допълнително проучване като усилвател.
Съвети за действие
Изкупуването на радиочасти е процес, в който можете да намерите всичко необходимо за вашата работа. Какво казват експертите? Според много радиолюбители и ценители на висококачествения звук, най-големите музикални транзистори са познати като серия P605 KT602 KT908. За стабилизатори е по-добре да се използват серия AD148 марки AD162 Siemens, Philips, Telefunken. Съдейки по прегледите на най-мощния от германиевите транзистори - GT-806 печели в сравнение с серията P605, но честотата на тона \ tпредимството е най-добре дадено на последния. Струва си да се обърне внимание на типа CT851 и KT850, както и на полевия транзистор KP904. Не се препоръчва използването на типовете P210 и ASY21, тъй като всъщност те имат лоши звукови характеристики.
Китари
Въпреки че германиевите транзистори от различни марки имат различни характеристики, всички те могат да се използват за създаване на динамичен, по-наситен и приятен звук. Те могат да помогнат да се промени звука на китара в широк спектър от тонове, включително интензивен, приглушен, остър, по-равен или комбинация от тях. В някои устройства, те са широко използвани за добавяне на голяма китарна музика в играта, изключително осезаем и мек звук. Какво е значителен недостатък в германиеви транзистори? Разбира се, тяхното непредсказуемо поведение. Според експерти, ще бъде необходимо да се извърши огромна покупка на радио компоненти, т.е. да се купят стотици транзистори, така че след многократно тестване да се намери подходящ за себе си. Този недостатък е открит от инженера-студио и музиканта Закари Век при търсене на реколта за звукови ефекти. Vex започна да създава блокове за ефекти за китарите Fuzz, за да направи звука на китарната музика чист, като комбинира оригинални блокове Fuzz в определено съотношение. Той използва тези транзистори, без да проверява техния потенциал, за да получи най-добрата комбинация, разчитайки единствено на късмет. В резултат на това той беше принуден да изостави някои транзистори заради неподходящия им звук и започна да произвежда добри блокове с германийтранзистори във вашата фабрика.
