DE1043512B - Reinforcing semiconductor device - Google Patents
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Description
Verstärkende Halbleiteranordnung Die Erfindung betrifft verstärkende Halbleiteranordnungen mit zwischen Emitter- und Kollektorelektroden angeordneten Spitzenelektrodenpaaren zur stufenweisen Erhöhung der Minoritätsträger.Amplifying Semiconductor Device The invention relates to amplifying devices Semiconductor arrangements with arranged between emitter and collector electrodes Pairs of tip electrodes for gradually increasing the minority carriers.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verstärkers der erwähnten Art, der gegenüber bekannten Anordnungen vereinfacht ist und größere Verstärkung liefert.The object of the invention is to provide an amplifier of the type mentioned Type that is simplified compared to known arrangements and greater gain supplies.
Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch die Verwendung eines an sich bekannten fadenförmigen Halbleiterkörpers eines Leitungstyps mit einer Emitterelektrode in der Nähe des einen Fadenendes für die Minoritätsträgerinjektion und mit einer Kollektorelektrode in der Nähe des anderen Fadenendes für die Sammlung der Minoritätsträger, bei dem die Spitzenelektrodenpaare so angeordnet sind, daß die eine Elektrode als Kollektor und die andere als Emitter dadurch wirkt, daß die Emitterelektrode über eine Batterie geeigneter Polarität mit der Kollektorelektrode verbunden ist und daß die an die Enden des fadenförinigen Halbleiterkörpers angelegte Spannung die Minoritätsträger von der Emitterelektrode zur Kollektorelektrode beschleunigt.According to the invention, this is achieved by using a per se known filamentary semiconductor body of a conduction type with an emitter electrode near one end of the thread for minority carrier injection and with one Collector electrode near the other end of the thread for the collection of minority carriers, in which the tip electrode pairs are arranged so that the one electrode as Collector and the other acts as emitter in that the emitter electrode over a battery of suitable polarity is connected to the collector electrode and that the voltage applied to the ends of the filamentary semiconductor body is the Minority carriers accelerated from the emitter electrode to the collector electrode.
Im folgenden wird eine Anordnung nach der Erfindung als Beispiel an Hand der Zeichnung beschrieben, die einen Halbleiterverstärker schematisch darstellt.In the following an arrangement according to the invention is given as an example Hand described the drawing, which is a schematic representation of a semiconductor amplifier.
Darstellungsgemäß weist der Verstärker eine Vorrichtung auf, die aus einem langgestreckten oder fadenförmigen Körper 1 aus N-Typ-Germanium besteht, der eine Länge von ungefähr 0,5 cm und eine Querschnittsfläche von angenähert 0,0005 cm2 hat. Der Körper 1 ist mit einer Anzahl Metallelektroden in Kontakt. Diese Elektroden weisen ein Paar Elektroden 2 bzw. 3 auf, die einen großflächigen, nicht gleichrichtenden Kontakt mit den Enden des Körper 1 bilden, sowie eine Anzahl Elektroden, die einen gleichrichtenden Punktkontakt mit dem Körper 1 herstellen. Die eine Elektrode 4, die einen Punktkontakt mit dem Körper 1 herstellt, wirkt als Defektelektronengeber bzw. als Injektor von Minoritätsträgern und ist nahe dem einen Ende des Körpers 1 angeordnet. Eine andere Elektrode 5, die sich in punktförmigem Kontakt mit dem Körper 1 befindet, wirkt als Defektelektronenkollektor und befindet sich in der Nähe des anderen Endes des Körpers 1. Die übrigen Elektroden, die mit dem Körper 1 in punktförmigem Kontakt stehen, sind in Paaren gruppiert, die in Abständen längs des Körpers 1 zwischen der Hauptgeberelektrode 4 und der Hauptkollektorelektrode 5 angeordnet sind, wobei eine Elektrode 6 jedes Paares als Defektelektronengeber und die andere Elektrode 7 jedes Paares als Defektelektronenkollektor wirkt.As shown, the amplifier has a device that an elongated or thread-like body 1 made of N-type germanium, the a length of approximately 0.5 cm and a cross-sectional area of approximately 0.0005 cm2 has. The body 1 is in contact with a number of metal electrodes. These electrodes have a pair of electrodes 2 and 3, which have a large, non-rectifying Form contact with the ends of the body 1, as well as a number of electrodes, the one Establish rectifying point contact with the body 1. One electrode 4, which makes a point contact with the body 1 acts as a hole electron generator or as an injector of minority carriers and is near one end of the body 1 arranged. Another electrode 5, which is in point-like contact with the Body 1 is located, acts as a defect electron collector and is located in the Near the other end of the body 1. The remaining electrodes that are attached to the body 1 are in point contact, are grouped in pairs, spaced longitudinally of the body 1 between the main donor electrode 4 and the main collector electrode 5 are arranged, with one electrode 6 of each pair as a hole donor and the other electrode 7 of each pair acts as a hole collector.
Im Betrieb wird eineu an einerBatterie8geliefertekonstante Spannung zwischen die beiden Endelektroden 2 und 3 angelegt, und zwar in einem solchen Sinne, daß die Elektrode 2 positiver als die Elektrode 3 gehalten wird. Die Elektrodeo ist mit Bezug auf die Elektrode2 mittels einer konstanten Spannungsquelle 9 positiv vorgespannt, während die Elektrode 5 im Hinblick auf die Elektrode 3 von einer konstanten Spannungsquelle 10 negativ vorgespannt wird. Für jedes längs des KÖrpers 1 angeordnete Elektrodenpaar wird die Geberelektrode 6 mit Bezug auf die entsprechende Kollektorelektrode 7 von einer konstanten Spannungsquelle 11 positiv vorgespannt.In operation, a constant voltage is supplied to a battery 8 placed between the two end electrodes 2 and 3 in such a way that that the electrode 2 is held more positively than the electrode 3. The electrodeo is positive with respect to the electrode 2 by means of a constant voltage source 9 biased, while the electrode 5 with respect to the electrode 3 of a constant Voltage source 10 is biased negatively. For each arranged along the body 1 The transmitter electrode 6 becomes the electrode pair with reference to the corresponding collector electrode 7 positively biased by a constant voltage source 11.
Es ist bekannt, daß für eine positiv vorgespannte Geberelektrode, die sich mit einem Körper aus N-Typ-Germanium in Kontakt befindet, der größere Teil des durch den Kontakt fließenden Stromes aus Defektelektronen besteht, die in das Germanium eingeführt werden. Auf diese Weise fließt, falls eine elektrische Signal- oder Zeichenquelle an die Eingangsklemmen 12 zwischen der Elektrode 4 und der Elektrode 2 angeschlossen wird, ein Signalstrom, der hauptsächlich aus in das Germanium eingeführten Defektelektronen besteht, durch den Kontakt der Elektrode 4. Diese Defektelektronen werden infolge der Spannung zwischen den Elektroden 2 und 3 veranlaßt, zu dem anderen Ende des Körpers 1 zu fließen. Wenn die längs des Körpers 1 strömenden Defektelektronen das erste Elektrodenpaar erreichen, fließt ein Bruchteil von ihnen zu der Elektrode? des Paares, während der restliche Teil weiterhin in Längsrichtung des Körpers 1 strömt.It is known that for a positively biased transmitter electrode which is in contact with a body of N-type germanium, the greater part of the current flowing through the contact consists of defect electrons which are introduced into the germanium. In this way, if an electrical signal or sign source is connected to the input terminals 12 between the electrode 4 and the electrode 2, a signal current consisting mainly of holes introduced into the germanium flows through the contact of the electrode 4. These become holes caused to flow to the other end of the body 1 due to the voltage between the electrodes 2 and 3. When the holes flowing along the body 1 reach the first pair of electrodes, do a fraction of them flow to the electrode? of the pair, while the remaining part continues to flow in the longitudinal direction of the body 1.
Es ist bekannt, daß bei einer negativ vorgespannten Kollektorelektrode, die mit einem Körper des N-Typ-Germaniums in Kontakt ist, ein Anwachsen des in den Kontakt eintretenden Defektelektronenstromes ein gleiches oder größeres Anwachsen des durch den Kontakt fließenden Gesamtstromes bewirkt.It is known that with a negatively biased collector electrode, which is in contact with a body of the N-type germanium, a growth of the in the Contact occurring defect electron current an equal or greater increase of the total current flowing through the contact.
Der durch den Kontakt der Elektrode 7 des Paares verlaufende Strom fließt auch durch den Kontakt der Elektrode 6 des Paares, und der durch den Kontakt der Elektrode 6 des Paares fließende Strom besteht hauptsächlich wieder aus in den Körper 1 eingeführten Defektelektronen. Einige dieser Defektelektronen strömen längs des Körpers 1 über das Elektrodenpaar hinaus, und durch geeignete Wähl der Geber- und Kollektorelektroden 6 bzw. 7 für das Paar kann der Signalstrom, der aus Defektelektronen besteht, die längs des Körpers 1 über das Paar hinausfließen, größer als der Signalstrom der Defektelektronen gemacht werden, die in Längsrichtung des Körpers 1 fließen, bevor sie das Paar erreichen. Wenn die längs des Körpers 1 strömenden Defektelektronen das nächste Elektrodenpaar erreichen, tritt eine ähnliche Verstärkung des Zeichenstromes auf, der aus längs des Körpers 1 fließenden Defektelektronen besteht, wobei- sich dieser Vorgang an -jedem Elektrodenpaar wiederholt: Der größere Teil des Defektelektronenstromes, der längs des Körpers 1 über das letzte Elektrodenpaar hinausfließt, strömt schließlich zu der Elektrode 5, wobei der gesamte Signalstrom, der durch den Kontakt der Elektrode 5 fließt, wiederum gleich dem Signalstrom oder größer ist, der aus zu der Elektrode 5 fließenden Defektelektronen besteht.The current passing through the contact of the electrode 7 of the pair also flows through the contact of the electrode 6 of the pair, and that through the contact The current flowing through the electrode 6 of the pair consists mainly of again in the Body 1 introduced holes. Some of these holes flow lengthways of the body 1 beyond the pair of electrodes, and by suitable selection of the transmitter and collector electrodes 6 and 7, respectively, for the pair, the signal current resulting from holes that flow along the body 1 beyond the pair is greater than the signal current the holes are made flowing in the longitudinal direction of the body 1, before they reach the couple. When the holes flowing along the body 1 When reaching the next pair of electrodes, there is a similar amplification of the symbol current on, which consists of holes flowing along the body 1, whereby- itself this process is repeated on each pair of electrodes: the greater part of the defect electron current, which flows along the body 1 over the last pair of electrodes, finally flows to the electrode 5, the total signal current flowing through the contact of the electrode 5 flows, again equal to or greater than the signal current flowing out to the electrode 5 flowing holes.
Auf diese Weise kann eine verstärkte getreue Nachbildung des Eingangszeichens von einem Belastungskreis abgegriffen werden, der an die Ausgangsklemmen 13 zwischen der Elektrode 5 und der Elektrode 3 geschaltet ist. Um einen hohen Verstärkungsgrad zu erhalten, ist es erforderlich, daß die Wiedervereinigung der Defektelektronen, die in Längsrichtung des Körpers 1 fließen, mit Leitungselektronen nur in geringem Maße stattfindet. Dies erfordert, daß die Lebensdauer der Defektelektronen so groß wie möglich ist, daß die Geschwindigkeit der längs des Körpers 1 strömenden Defektelektronen möglichst hoch ist und daß die Zwischenräume zwischen nebeneinanderliegenden Elektrodenpaaren und zwischen den Elektrodenendpaaren und den, Elektroden 4 und 5 so klein wie möglich ist, ohne-zu einer "Wechselwirkung zwischen benachbarten Elektrodenpaaren und zwischen den Endelektrodenpaaren und den Elektroden 4 und 5 zu führen.In this way, an increased faithful replica of the input character can be achieved be tapped from a load circuit, which is connected to the output terminals 13 between the electrode 5 and the electrode 3 is connected. To have a high degree of reinforcement it is necessary that the reunification of the defect electrons, which flow in the longitudinal direction of the body 1, with conduction electrons only to a small extent Measures takes place. This requires that the lifespan of the holes be so long is as possible that the velocity of the holes flowing along the body 1 is as high as possible and that the gaps between adjacent pairs of electrodes and between the electrode end pairs and the electrodes 4 and 5 as small as possible is, without-to an "interaction between adjacent pairs of electrodes and between the end electrode pairs and the electrodes 4 and 5 to lead.
Der Verstärker arbeitet normalerweise so, daß eine Gesamtstromverstärkung erhalten wird, d. h. der durch den Kontakt der Elektrode 5 fließende Signal- oder Zeichenstrom ist größer als der durch den Kontakt der Elektrode 4 fließende Zeichenstrom. Dies zusammen mit der Tatsache, daß- die Halbleiteranordnung im all-. gemeinen eine geringe Eingangsimpedanz und eine hohe Ausgangsimpedanz ähnlich einer Kristalltriode hat, ermöglicht es, einen hohen-Grad an Spannungsverstärkung mit dem Verstärker zu erhalten.The amplifier normally operates to provide an overall current gain is obtained, d. H. the signal or signal flowing through the contact of the electrode 5 The character current is greater than the character current flowing through the contact of the electrode 4. This together with the fact that the semiconductor device in general. mean one low input impedance and a high output impedance similar to a crystal triode allows a high-degree of voltage gain with the amplifier to obtain.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
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| US2600500A (en) * | 1948-09-24 | 1952-06-17 | Bell Telephone Labor Inc | Semiconductor signal translating device with controlled carrier transit times |
-
1953
- 1953-03-03 DE DEG11099A patent/DE1043512B/en active Pending
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| US2600500A (en) * | 1948-09-24 | 1952-06-17 | Bell Telephone Labor Inc | Semiconductor signal translating device with controlled carrier transit times |
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