Конструкция транзисторов
В производстве этих транзисторов был использован новый метод,
при котором база формировалась за счет диффузии сурьмы из твердого рекристаллизованного
слоя эмиттера, состоящего из индия с примесью сурьмы.
Для своего времени это была выдающаяся технология, не имеющая аналогов за рубежом.
В пластинке исходного р-германия с удельным сопротивлением 0,8-1 ом*см делаются углубления (лунки).
Путем диффузии сурьмы из паровой фазы на поверхности пластинки германия создается
соединительный n-слой толщиной около 20 мкм.
Пластинка покрывается воском, затем воск снимается с ее поверхности и остается только в лунках.
После этого производится травление, в результате которого n-слой германия стравливается
с части поверхности, не покрытой воском, и сохраняется в лунках.
В каждую лунку кладут два кусочка сплавов, необходимых для образования p-n переходов.
Кристалл с кусочками этих сплавов помещается в водородную печь и подвергается термообработке
при температуре около 1070° К в течение 15—30 мин.
При этом сначала происходит расплавление сплава, растворение германия и проникновение
жидкого фронта в кристалл. Затем устанавливается равновесие, граница
жидкий сплав — твердый германий становится неподвижной и происходит проникновение примесей
из жидкого сплава в твердый германий за счет диффузии.
Первый, эмиттерный, сплав содержит как донорные, так и акцепторные примеси
(состав сплава: 88% In 88%, 1,5% Ga, 3,5% Sb и 7% Au).
Так как донорные примеси диффундируют
быстрее и проникают глубже в твердый германий, а акцепторные примеси диффундируют медленнее,
но обладают большей растворимостью в германии, распределение примесей у границы
сплав — твердый германий под эмиттерной каплей будет таким, как показано на рисунке
(а — распределение концентрации исходного и диффундирующих примесей; б — распределение
избыточных примесей Na-Nд), т. е. в процессе сплавления-диффузии образуются два p-n перехода.
Жидкая капля диаметром 0,15 мм после затвердевания образует эмиттерную p-область площадью ок. 0,018 мм2
с очень большой концентрацией примесей (около 1025 м-3).
Слой германия n-типа, образованный диффузией доноров из капли, имеет малую ширину
(несколько микрон). Этот слой создает область базы и соединяется со слоем,
нанесенным в лунке и служащим для вывода базы.
Кристалл исходного p-германия образует коллекторную область.
Вторая, базовая, капля (состав сплава: 95% Pb и 5% Sb) служит для создания вывода базы.
При сплавлении происходит диффузия доноров из этой капли, которая приводит к
образованию диффузионного p-n перехода между каплей и p-германием кристалла
в случае проплавления этой каплей n-слоя в лунке.
После сплавления-диффузии пластинки германия с хорошими переходами приплавляются
к кристаллодержателю сплавом In-30%, Sn-70%, дающим невыпрямляющий контакт с
p-областью коллектора. Выводы эмиттера и базу являются прижимными
Вывод коллектора припаян к корпусу.
Из истории создания
«Оба института
активно сотрудничали, в частности в решении проблемы повышения выходной мощности и рабочих частот
транзисторов, и в результате родилась идея нового технологического процесса «сплавления-диффузии»,
на основе которой появились серийные германиевые транзисторы П401-П403 и
П410, П411. Но в 1957 году А.И.Берг создал в Академии наук СССР
новый Институт радиоэлектроники, который сам же и возглавил, сотрудники,
занимавшиеся полупроводниковыми приборами, перешли туда, и в ЦНИИ-108 это направление было свернуто»
.
А вот что пишет про них Погорилый:
«Они тоже выпускались по разным ТУ. Первоначально — П401, П402, П403 (П403А не было)*.
Потом П403 разбили на два подтипа — П403 и П403А. Первоначально у П403 был «альфа» 0,94-097, а
у П403А — больше 0,97.
Потом стало у П403 0,97-0,99, а у П403А — больше 0,94 (как у П401, П402). Т.е. П403 стал лучше чем П403А.
ТУ, видимо, менялись неоднократно.»
* судя по тому, что у меня есть
— это было очень недолго.
Их дальнейшее развитие — П422-П423.
В книгах встречается и такое — «Передатчик первого в мире искусственного
спутника Земли был изготовлен на сплавно-диффузионных транзисторах П-401»!
Это явная ошибка, по свидетельствам людей, имеющих непосредственное отношение
к «начинке» первого ИСЗ (к примеру, Каганова Вильяма Ильича — главного конструктора
нескольких радиоэлектронных устройств для космических объектов в том числе
и для первого спутника Земли), он был выполнен на стержневых лампах.
А первыми транзисторами из этого семейства,
полетевшими в космос, были П403 в составе
одного из передатчиков на Спутнике-3.
Интересные моменты с ценой:
Транзистор МП40 — DataSheet
Описание
Транзисторы германиевые сплавные усилительные низкочастотные с ненормированным коэффициентом шума на частоте 1 кГц. Предназначены для усиления сигналов низкой частоты. Выпускаются в металлостеклянном корпусе с гибкими выводами. Обозначение типа приводится на боковой поверхности корпуса. Масса не более 2 г.
| Параметр | Обозначение | Маркировка | Условия | Значение | Ед. изм. |
| Аналог | МП40 | 2SB173 | |||
| МП40А | ОС70, 2N44A | ||||
| Структура | — | — | p-n-p | мВт | |
| Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора | PK max,P*K, τ max,P**K, и max | МП40 | — | 150 | |
| МП40А | — | 150 | |||
| Граничная частота коэффициента передачи тока транзистора для схемы с общим эмиттером | fгр, f*h31б, f**h31э, f***max | МП40 | — | ≥1* | МГц |
| МП40А | — | ≥1* | |||
| Пробивное напряжение коллектор-база при заданном обратном токе коллектора и разомкнутой цепи эмиттера | UКБО проб., U*КЭR проб., U**КЭО проб. | МП40 | 10к | 15* | В |
| МП40А | 10к | 30* | |||
| Пробивное напряжение эмиттер-база при заданном обратном токе эмиттера и разомкнутой цепи коллектора | UЭБО проб., | МП40 | — | 5 | В |
| МП40А | — | 5 | |||
| Максимально допустимый постоянный ток коллектора | IK max, I*К , и max | МП40 | — | 20(150*) | мА |
| МП40А | — | 20(150*) | |||
| Обратный ток коллектора — ток через коллекторный переход при заданном обратном напряжении коллектор-база и разомкнутом выводе эмиттера | IКБО, I*КЭR, I**КЭO | МП40 | 5 В | ≤15 | мкА |
| МП40А | 5 В | ≤15 | |||
| Статический коэффициент передачи тока транзистора в режиме малого сигнала для схем с общим эмиттером | h21э, h*21Э | МП40 | 5 В; 1 мА | 20…40 | |
| МП40А | 5 В; 1 мА | 20…40 | |||
| Емкость коллекторного перехода | cк, с*12э | МП40 | 5 В | ≤50 | пФ |
| МП40А | 5 В | ≤50 | |||
| Сопротивление насыщения между коллектором и эмиттером | rКЭ нас, r*БЭ нас | МП40 | — | — | Ом |
| МП40А | — | — | |||
| Коэффициент шума транзистора | Кш, r*b, Pвых | МП40 | — | — | Дб, Ом, Вт |
| МП40А | — | — | |||
| Постоянная времени цепи обратной связи на высокой частоте | τк, t*рас, t**выкл, t***пк(нс) | МП40 | — | — | пс |
| МП40А | — | — |
Описание значений со звездочками(*,**,***) смотрите в таблице параметров биполярных транзисторов.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
