Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 44. 1 december 1953 - Transistorn, av Torkel Wallmark
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
17 november 1953
939
egenskaper nära överensstämmer med 4:e
gruppens element Ge och Si, men där energisprånget
mellan banden uppgår till flera voit.
De tillåtna effekterna för transistorerna
uppgår för närvarande till ca 50 mW.
Skikttransistorer för upp till 2 W har emellertid nyligen
kommit i marknaden. Denna effekt är dock, i
motsats till vid elektronrör, flera gånger mindre än
den effekt, vid vilken permanenta
skadeverkningar (snabb diffusion, lokal smältning) uppstår.
Brus
Varje förstärkare adderar sitt eget brus till den
signal, som förstärks, och detta brus bestämmer
hur små signaler, som kan förstärkas.
Förstärkarens brusegenskaper karakteriseras vanligen
med en brusfaktor, som anger hur mycket bruset
på utgångssidan är större än vad som vore
teoretiskt möjligt, om förstärkaren inte hade något
eget brus utöver det termiska bruset i
inimpe-dansen. Denna brusfaktor uppgår för normala
elektronrör vid måttliga frekvenser till ca 1 dB.
För spetstransistorn uppgår motsvarande siffra
vid 1 000 p/s till 45 dB och för skikttransistorn
till 10—20 dB. Detta motsvarar ett avsevärt brus
som i många fall helt omöjliggör transistorns
användning.
I elektronrör är förhållandena vid brusets
uppkomst relativt väl kända och det är möjligt att
konstruera rör med förutbestämda
brusegenskaper. I transistorer såväl som i halvledare i
allmänhet, t.ex. kolskiktmotstånd, oxidkatoder,
kolkornsmikrofoner etc., hör bruset till de minst
kända egenskaperna och de teorier som finns
för brusets uppkomst är mycket ofullständiga.
Man vet att bruset är nära omvänt proportionellt
mot frekvensen, proportionellt mot
kollektor-strömmen och föga beroende av temperaturen.
Man börjar kunna skönja att bruset
sammanhänger med upptagning och avgivning av
laddningar i små störställen i gittret, som man ännu
inte har en tillräckligt förfinad mätmetodik för
att kunna närmare studera. Skillnaden i
brusfaktor mellan spetstransistorn och
skikttransistorn sammanhänger då med den olika långa
väg, laddningarna tillryggalägger i de bägge
fallen — längre i spetstransistorn, kortare i
skikttransistorn.
Frekvens
Den högsta frekvens, vid vilken en
spetstransistor kan användas, uppgår till ca 70 Mp/s.
Gränsen bestäms av skillnaden i gångtid för de
fria laddningarna från injektor till kollektor, och
när denna skillnad blir av samma
storleksordning som en period av frekvensen, suddas
signalen ut och förstärkning blir omöjlig. Genom
att minska spetsavståndet kan man öka
frekvensgränsen och i laboratorieförsök har
frekvenser upp till 300 Mp/s uppmätts.
För skikttransistorn är skillnaden i löptid
försumbar, men trots detta ligger övre
frekvensgränsen så lågt som vid 20 000 p/s, beroende på
den stora spärrskiktsytan och därmed
sammanhängande spärrskiktskapacitans. Vill man
emellertid nöja sig med en reducerad förstärkning,
kan man använda skikttransistorn upp till ca
1 Mp/s eller den frekvens, där inverkan av de
RC-kretsar, som bildas av
spärrskiktskapacitan-serna och motstånden i germaniummaterialet,
ger en fördröjning eller fasförskjutning som
yttrar sig i att oc blir komplex.
Livslängd
Fasta material är vid måttliga temperaturer
stabila och varaktiga ting och det är fullt
naturligt att livslängden på transistorer är mycket
lång, tio år eller mera. Den allvarligaste
svårigheten ligger i att få materialfogar — påsvetsade
metalltrådspetsar o.d. — att tåla upprepade
temperaturändringar utan att materialet utmattas.
Eftersom livslängden är betydligt längre än hela
den tid transistorn existerat, har man ännu inte
med någon större säkerhet kunnat bestämma
den. Man har emellertid försöksvis tillämpat
erfarenheter från livslängdsprov på elektronrör
och funnit att för de första spetstransistorer som
tillverkades (Bell Laboratories) torde
livslängden uppgå till över 70 000 timmar (8 år).
Livslängden definieras då som den tid, då
förstärkningen hos 50 % av de provade transistorerna,
inkopplade som förstärkare i klass A, har
sjunkit med mer än 3 dB. Eftersom
tillverkningstekniken sedan dess utvecklats avsevärt, torde
de transistorer, som nu tillverkas, ha ännu större
livslängd.
En livslängd på tio år är för många ändamål
så lång att man i vissa fall torde kunna överge
den traditionella monteringstekniken med
utbytbara enheter, som används för elektronrör, och
i stället införa permanent montering med
svetsning och ingjutning i plast e.d.
Karakteristiska kurvor
För att kunna bedöma en förstärkares
egenskaper är de karakteristiska kurvorna över
utspänning och utström som funktion av
motsvarande instorheter av stort värde. För
elektronröret är inimpedansen alltid rent ohmsk och
man kan därför nöja sig med ett enda diagram,
t.ex. Ia—Va-diagrammet med Vg som parameter.
För transistorn, där både in- och utgångssidan
är ickelinjära, måste man ha två diagram, som
visas i fig. 9. För en ideal förstärkare skulle
dessa kurvor vara ekvidistanta och parallella
med endera axeln. En sådan förstärkare skulle
kunna användas inom hela området utan
distorsion och med en verkningsgrad av 50 % i
klass A. Som synes kommer skikttransistorn
idealet ganska nära och ger 45—-49 % verk-
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
