DE1283397B - Transistoranordnung - Google Patents

Transistoranordnung

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DE1283397B
DE1283397B DES85393A DES0085393A DE1283397B DE 1283397 B DE1283397 B DE 1283397B DE S85393 A DES85393 A DE S85393A DE S0085393 A DES0085393 A DE S0085393A DE 1283397 B DE1283397 B DE 1283397B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
HOIl
Deutsche Kl.: 21g-11/02
Nummer: 1283 397
Aktenzeichen: P 12 83 397.5-33 (S 85393)
Anmeldetag: 27. Mai 1963
Auslegetag: 21. November 1968
ro ro CO (N
Eine bekannte Transistoranordnung, insbesondere Mesa- oder Planartransistoranordnung, mit einem aus Boden und Deckel bestehenden Gehäuse sieht vor, daß der Transistor — insbesondere mit seiner Kollektorzone — an der Stirnseite einer zylindrisehen, insbesondere stempelartig geformten Elektrodenzuführung befestigt ist. Außerdem sind konzentrisch zur Achse der zylindrischen Elektrodenzuführung mindestens zwei weitere Elektrodenzuführungen gegeneinander isoliert angeordnet und diese konzentrischen Elektrodenzuführungen mit je einer Elektrode des Transistors leitend verbunden. Schließlich sind die konzentrischen Elektrodenzuführungen und das Gehäuse des Transistors rotationssymmetrisch zur Achse der zylindrischen Elektrodenzuführungen angeordnet. Eine solche Anordnung bewirkt kleine effektive Kopplungskapazitäten zwischen den einzelnen Kreisen, in denen der Transistor betrieben wird. Eine weitere Verbesserung in dieser Beziehung läßt sich erreichen, wenn besondere Abschirmungsmaßnahmen vorgesehen sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung mit besonders hoher mechanischer Stabilität bei niedrigen Kopplungskapazitäten zwischen den Elektroden-Zuführungen zu erzielen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Transistoranordnung, insbesondere Mesa- oder Planartransistoranordnung, mit einem aus Boden und Deckel bestehenden Gehäuse, bei der der Transistor — insbesondere mit seiner Kollektorzone — an der Stirnseite einer zylindrischen, insbesondere stempelartig geformten Elektrodenzuführung befestigt ist und konzentrisch zur Achse der zylindrischen Elektrodenzuführung mindestens zwei weitere Elektroden-Zuführungen gegeneinander isoliert angeordnet sind, daß die konzentrischen Elektrodenzuführungen mit je einer Elektrode des Transistors leitend verbunden sind und schließlich die konzentrischen Elektrodenzuführungen und das Gehäuse des Transistors rotationssymmetrisch zur Achse der zylindrischen Elektrodenzuführungen angeordnet sind. Diese Anordnung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zwei konzentrische ringförmige Elektrodenzuführungen und zwei zu diesen Elektrodenzuführungen konzentrische Isolierringe mit unterschiedlichen Durchmessern derart unter Entstehung eines den Boden des Transistorgehäuses bildenden Tellers oder Napfes hermetisch miteinander verbunden sind, daß sich an der zentralen zylindrischen Elektrodenzuführung zunächst der kleinere Isolierring, an diesen die erste der konzentrischen Elektroden-Transistoranordnung
Anmelder:
Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München,
8000 München
Als Erfinder benannt:
Hans Hargasser,
Dipl.-Ing. Kornelius Noss, 8000 München
Zuführungen, an diese der größere Isolierring, an diesen die zweite der konzentrischen Elektrodenzuführungen und an diese sich der — insbesondere glocken- oder napfförmige — Deckel der Anordnung anschließen und daß die untere der ringförmigen Elektrodenzuführungen an ihrer Durchführungsstelle durch das Gehäuse zylindrisch und parallel zur gemeinsamen Achse der Anordnung verläuft.
Durch die Profilierung der unteren der ringförmigen Elektrodenzuführungen erhält man eine besonders stabile Anordnung. Außerdem erweist sich diese Struktur auch in elektrischer Beziehung als sehr günstig.
Eine Anordnung gemäß der Erfindung ist in F i g. 1 im Längsschnitt und in F i g. 2 in Aufsicht dargestellt. Dabei ist eine stempeiförmige Elektrodenzuführung 1 als Träger für das Transistorsystem 2 verwendet, indem dieses mit seiner Kollektorzone oder Kollektorelektrode sperrfrei mit der Stirnseite der stempeiförmigen Elektrodenzuführung, insbesondere zentriert zu deren Achse, angelötet ist. Die stempeiförmige Elektrodenzuführung 1 weist in ihrem oberen Teil einen Kragen 1 α auf, auf welchem ein aus isolierendem Material bestehender, mit dem oberhalb des Kragens la befindlichen Teil der Kollektorelektrode 1 verschmolzener oder anderweitig hermetisch verbundener Ring 3 angebracht ist, der etwa in der Höhe der Unterseite des Mesatransistors abgeschnitten ist.
Außerhalb dieses Ringes 3 ist ein ähnlicher aus isolierendem Material bestehender Ring 4 angebracht. Zwischen den beiden Ringen 3 und 4 ist der ringförmige Basiselektrodenanschluß 5 ringartig hindurchgeführt. Ein weiterer als Emitteranschluß dienender Metallring 6 ist ringartig zwischen dem
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isolierenden Ring 4 und dem Gehäusedeckel 9 des kapazitäten beiträgt. Bei der in den Figuren darge-
Gehäuses hindurchgeführt. stellten Anordnung ist dies mit guter Annäherung
Um den gewünschten hermetischen Abschluß des verwirklicht.
Gehäuses zu erzielen, verwendet man für die Isolier- Eine weitere Verminderung der Kopplungsringe 3 und 4 zweckmäßig (dunkles) Glas oder 5 kapazitäten kann in Weiterbildung der Erfindung Keramik als Werkstoff, so daß die Ringe vakuum- durch Verwendung von Abschirmblechen erfolgen, dicht mit den angrenzenden Metallteilen, nämlich Für den am häufigsten vorkommenden Fall der Verden ringartigen Elektrodenanschlüssen 5 und 6, so- Wendung des Transistors in Basisschaltung liegt die wie der der Kollektorelektrode 1 verschmolzen wer- Basis des Transistors an Masse. In diesem Falle wird den können. Um die nötige Festigkeit der Ver- io das Abschirmblech zweckmäßig mit dem Basisbindung zu gewährleisten, empfiehlt es sich, darauf elektrodenanschlußring 5 verbunden, wie dies auch zu achten, daß das Material der Isolierteile3 und 4 in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Liegt hingegen einen möglichst dem der (aus demselben Material der Transistor mit seiner Emitterelektrode an Masse bestehenden) Metallteile 1,5 und 6 angeglichenen (Emitterschaltung), so wird das Abschirmblech thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt. Da 15 zweckmäßig mit dem Emitteranschlußring verder Gehäusedeckel 9 nur mit dem Metall des bunden. In diesem Falle kann genau die gleiche Emitterelektrodenanschlußringes 6 in Verbindung Konstruktion, wie sie in der Figur dargestellt ist, gebracht ist, was insbesondere durch Verlöten ge- Verwendung finden. Zum Unterschied zu dem in den schieht, ist eine derartige Forderung für den Ge- Figuren dargestellten Fall wird dann die Emitterhäusedeckel 9 nicht notwendig. 20 elektrode mit dem Elektrodenanschlußring 5 und die DerEmitterelektrodenanschlußringöistimwesent- Basiselektrode mit dem Elektrodenanschlußring 6 liehen eben und umgibt das System des Mesa- verbunden.
transistors 2 (ebenso wie der Basiselektroden- Bei der Anordnung des Schirmblechs 8, das mit anschlußring 5) koaxial. Mindestens die Oberseite dem Basiselektrodenanschlußring 5 durch Punktdes Elektrodenanschlußringes 6 für die Emitter- 25 schweißung verbunden sein kann, empfiehlt es sich, elektrode 2 α sollte etwas höher als die Ebene der darauf zu achten, die Abschirmung möglichst dicht Oberseite des Mesatransistors 2 (Oberfläche des über der Oberseite des Mesatransistors anzubringen Mesaberges des Transistors) liegen, wenn die und so zu wählen, daß das Abschirmblech das Tran-Emitterelektrode 2 a, wie bei den in den Figuren sistorsystem vollständig überdeckt. Auf diese Weise dargestellten Beispielen, durch einen dünnen 30 wird eine elektrische Wirkung auf Grund der Draht 7, 7', insbesondere aus Gold oder Gold- Kapazität zwischen Gehäuse (insbesondere Gehäuselegierung, verbunden ist. deckel 9) und dem Transistor 2 weitgehend ver-Der Emitterelektrodenanschlußring 6, dessen Ge- mieden, da das Abschirmblech die kapazitive Koppstalt insbesondere aus Fig. 2 klar erkennbar ist, lung zwischen den sich großflächig gegenüberstehenweist einen zungenartigen Fortsatz 6 α nach innen 35 den Anschlüssen verhindert. Um die Zuleitungsauf, an dem der Golddraht 7, der die Emitter- induktivitäten zu reduzieren, wird der Emitterelektrode 2ö mit dem Emitterelektrodenanschluß- elektrodenanschluß mit relativ großem Leitungsring 6 verbindet, befestigt ist. querschnitt (als Ring) möglichst nahe an das Tran-Im Gegensatz zum Emitterelektrodenanschluß- sistorsystem herangeführt, was durch die Zunge 6 a ring 6 ist der Basiselektrodenanschlußring 5 nicht 40 begünstigt wird. Die Zunge verkürzt nämlich die eben, sondern besitzt, wie die F i g. 1 klar erkennen Länge des Zuführungsdrahtes 7 und damit dessen läßt, eine ausgeprägte Profilierung. Diese Profilierung Induktivität. Falls erwünscht, kann an der anderen dient vor allem dazu, um die mechanische Stabilität ringförmigen Elektrodenzuführung (die dem Trander Gesamtanordnung zu erhöhen. Zum anderen sistor wesentlich näher kommt) ebenfalls eine Zunge aber wirkt sie im Sinne der angestrebten Ver- 45 vorgesehen sein.
besserungen der elektrischen Eigenschaften der Der Gehäusedeckel 9, der zweckmäßig aus Metall Montage. Dabei ist auch hier vorgesehen, daß die besteht, dient im Falle der in den Figuren dargestell-Oberseite des inneren Teils des Basiselektroden- ten Anordnung als äußerer Emitteranschluß, über anschlußringes 5 mindestens die Höhe der Oberseite den die zum Betrieb der Anordnung notwendige des Mesatransistors 2 hat, um die Basiselektrode 2 b 50 Emitterspannung zugeführt wird. Der oberste Teil mit dem Basiselektrodenanschlußring 5 mittels eines dieses Anschlusses kann, wie in der F i g. 1 angedünnen Golddrahtes T kontaktieren zu können, ohne deutet, ein Schraubgewinde aufweisen. Sie läßt gedaß es zu einer Berührung mit der Kollektorzone des nügend Raum, um über dem Abschirmblech noch Transistors kommen kann. Im übrigen sind die der Stabilisierung des Transistors dienende Stoffe Ausführungen bezüglich der Kontaktierung der 55 aufnehmen zu können.
Emitterelektrode auf die Kontaktierung der Basis- F i g. 2 stellt im wesentlichen die gleiche Anelektrode übertragbar. Ordnung wie Fig. 1 (nach Entfernung des Gehäuse-Der Basisring erstreckt sich, wie die Figuren er- deckeis 9 und des Schirmblechs 8) von oben gesehen kennen lassen, radial weit nach außen, teils um den dar. Der Mesatransistor ist jedoch im Falle der elektrischen Anschluß der Basis beim Einbau in ein 60 F i g. 2 mit zwei Basiselektroden 2 b und einer Gerät zu erleichtern, teils um eine entsprechende Emitterelektrode 2 α ausgerüstet. Die beiden Basis-Kühlung des Systems während des Betriebes zu er- anschlußdrähte 7 gehen von den Basiselektroden 2 b halten. zum Basiselektrodenanschlußring 5, während die Bei der Bemessung der Einzelteile des Gehäuses Emitterelektrode 2 α mit der Zunge 6 α des Emitter- und der Anschlüsse empfiehlt es sich, darauf zu 65 elektrodenanschlußringes über den Draht T verachten, daß die Anschlußstellen für Emitter, Kollek- bunden ist.
tor und Basis möglichst in einer Ebene liegen, was Um auf die Größenordnung solcher Vorrichtungen
stark zur Verminderung der Wirkung der Kopplungs- hinzuweisen, wird bemerkt, daß gewöhnlich der
zylinderförmige Kollektoranschluß 1 einen Durchmesser von etwa 1 mm hat und eine Länge von etwa 0,8 bis 1 cm hat. Das an der Stirnseite des Kollektoranschlusses befestigte Halbleitersystem besitzt eine Fläche von 0,5 mm und eine Stärke von 0,1 bis 0,2 mm. Die radiale Ausdehnung des Basisringes ist etwa 1 cm, der Radius und die Höhe der Gehäusekappe 9 etwa 0,5 bis 0,6 cm. Die Anschlüsse für Emitter, Kollektor und Basis sind weniger als 0,5 mm von einer mittleren Ebene entfernt.
Die F i g. 2 weist im Vergleich zur F i g. 1 noch eine weitere Besonderheit auf, da die Emitterelektrode 2 α mittels zweier Drähte 7 mit der Zunge 6 a des Emitterelektrodenanschlusses verbunden ist, wobei beide Drähte 7 etwas auseinanderlaufen. Durch eine solche Maßnahme kann eine weitere Verringerung der Gesamtinduktivität der Montage erreicht werden, insbesondere dann, wenn die Zunge 6 α möglichst in die Nähe der Emitterelektrode reicht und die Drähte 7 entsprechend kurz gehalten werden können. Eine solche Maßnahme ist auch bei anderen Elektroden, insbesondere auch in Fällen, bei denen mehrere Emitter- und Basiselektroden vorhanden sind, vorteilhaft.
Eine Anordnung gemäß der Erfindung ist stets dann vorteilhaft, wenn es sich um die Montage eines Mesa- oder Planartransistors für kurze Frequenzen handelt.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Transistoranordnung, insbesondere Mesa- oder Planartransistoranordnung, mit einem aus Boden und Deckel bestehenden Gehäuse, bei der der Transistor — insbesondere mit seiner KoI-lektorzone — an der Stirnseite einer zylindrischen, insbesondere stempelartig geformten Elektrodenzuführung befestigt ist und konzentrisch zur Achse der zylindrischen Elektrodenzuführung mindestens zwei weitere Elektrodenzuführungen gegeneinander isoliert angeordnet sind, daß die konzentrischen Elektrodenzuführungen mit je einer Elektrode des Transistors leitend verbunden sind und schließlich die konzentrischen Elektrodenzuführungen und das Gehäuse des Transistors rotationssymmetrisch zur Achse der zylindrischen Elektrodenzuführungen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei konzentrische ringförmige Elektrodenzuführungen und zwei zu diesen Elektrodenzuführungen konzentrische Isolierringe mit unterschiedlichen Durchmessern unter Entstehung eines den Boden des Transistorgehäuses bildenden Tellers oder Napfes hermetisch miteinander verbunden sind, daß sich an der zentralen zylindrischen Elektrodenzuführung zunächst der kleinere Isolierring, an diesen die erste der konzentrischen Elektrodenzuführungen, an diese der größere Isolierring, an diesen die zweite der konzentrischen Elektrodenzuführungen und an diese sich der — insbesondere glocken- oder napfförmige — Deckel der Anordnung anschließen und daß die untere der ringförmigen Elektrodenzuführungen an ihrer Durchführungsstelle durch das Gehäuse zylindrisch und parallel zur gemeinsamen Achse der Anordnung verläuft.
2. Transistoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zweite ringförmige Elektrodenzuführung scheibenartig durch die Wand des Gehäuses erstreckt.
3. Transistoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die untere profilierte Elektrodenzuführung mit einem schirmartigen Fortsatz versehen ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1068 816;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 837 646;
schweizerische Patentschrift Nr. 337 949;
französische Patentschrift Nr. 1 304 251;
USA.-Patentschriften Nr. 2 999 964, 2 878 399,
880 383, 3 001110, 3 196 203;
britische Patentschriften Nr. 919 571, 922 617,
622, 881579, 859 025, 831 295, 824 255,
011, 715 268;
RCA-Receiving Tube Manual, 1956, S. 57/58.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
809 638/1527 11.68 © Bundesdruckerei Berlin
DES85393A 1963-05-27 1963-05-27 Transistoranordnung Pending DE1283397B (de)

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DES85392A DE1282793B (de) 1963-05-27 1963-05-27 Transistoranordnung mit Gehaeuse
DES85393A DE1283397B (de) 1963-05-27 1963-05-27 Transistoranordnung
AT173964A AT243320B (de) 1963-05-27 1964-02-28 Halbleiterbauelement mit mindestens drei Elektroden und einem zum Teil aus Metall bestehenden Gehäuse
CH452964A CH426017A (de) 1963-05-27 1964-04-09 Transistoranordnung mit Gehäuse
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