DE832023C - Kristallverstaerkerelement (Transistor) und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

• Kristallverstärkerelement (Transistor) und Verfahren zu seiner Herstellung Es ist bekannt; daß ein Halbleiter (Kristall) in der Nähe einer stromdurchflossenen Spitze, welche auf diesem Halbleiter aufruht, seine Leitfähigkeit ändert, was darauf zurückgeführt wird, daß die Elektronen der äußeren N-Schale des Atoms mit jenen der darunterliegenden 0-Schale unter dem Einfluß des elektrischen Feldes ihre Lage vertauschen, wodurch der Leitfähigkeitswert des Kristalls örtlich beeinflußt wird. Von dieser Eigenschaft wird bereits im Kristallverstärker (Transistor) zur Stromsteuerung und Verstärkung elektrischer Ströme Gebrauch gemacht, wie dies im folgenden an Hand der Fig. i näher erläutert wird.
• .1uf einen Halbleiter, z. B. ein Germaniumkristall i, werden zwei feine Wolframspitzen 2 utld 3 aufgesetzt, und zwar so, daß ihr Abstand etwa 0,03 mm beträgt. Der Wolframspitze 2 wird durch eine Transformatorwicklung 4 eine positive Spannung von etwa i Volt aufgedrückt, während die Spitze 3 über den Außenwiderstand 5 mit einer Batterie 6 von etwa 45 Volt so verbunden ist, daß die Spitze 3 ein negatives Potential aufweist.
• Wird nun dem Stromkreis 2, 4 über den Transformator 7, 4 eine zusätzliche Wechselspannung aufgedrückt, so bewirkt diese im Stromkreis 3, 5, 6 entsprechende Stromänderungen, die sich am Widerstand 5 als Spannungsschwankungen abnehmen lassen.
• Bei den bekannten Transistoren beträgt die Spannungsverstärkung, das ist das Verhältnis der Eingangsspannung zur Ausgangsspannung, etwa i : io bis 1 : 25. Für die Funktion derartiger Kristallverstärker ist es von großer Wichtigkeit, daß die Entfernung der Spitzen 2 und 3, die, wie angegeben, sehr gering ist, genau eingehalten werden muß,-Nveil sonst der Steuereffekt ausbleibt.-Die Einstellung einer so geringen Spitzenentfernun& erfordert aber einen beträchtlichen, verteuernden fabrikatorischen Aufwand. Ein weiterer Nachteil des Transistors besteht darin, daß die Spitze 3 nur wenig belastbar ist; die Ausgangsleistung eines solchen Elementes beträgt demgemäß nur etwa 25 bis 50 MW-Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur lagerichtigen Einstellung der Auflagekontakte eines Kristallverstäekerelementes, von denen der eine eine Spitze aus leitendem Material und der zweite eine diese Spitze umgebende Elektrode flächiger Beschaffenheit ist. Erfindungsgemäß wird der zweite flächige Beschaffenheit aufweisende Auflagekontakt zuerst in Form einer durchgehenden Metallauflage auf den Kristall aufgetragen, die einzustellende Spitze sodann auf diese Metallauftragung aufgebracht und letztere auf an sich bekanntem elektrischem Wege mittels eines durch die Spitze zugeführten dosierten Stromstoßes örtlich beseitigt.
• Zwecks Erläuterung weiterer Merkmale der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der die Fig.2 und 3 schematische erfindungsgemäße Verstärkerelemente darstellen;dieseFiguren dienen auch der Erklärung des obengenannten beviorzugten Herstellungsverfahrens.
• Auf die Oberseite des Kristalls i (Fig. 2) wird eine dünne Metallschicht 8 aufgebracht, was durch Aufdampfen, kathodische Zerstäubung, chemisches Niederschlagen, Aufspritzen o. dgl. geschehen kann. Sodann wird die Spitze 2 auf diese Metallschicht aufgesetzt. Nun wird über 2-1 ein. genau dosierter, z. B. von einer Kondensatorentladung stammender Stromstoß geführt, wodurch die dünne Metallauftragung in der Umgebung der Spitze zerstäubt und die Spitze mit dem Kristall in Berührung gebracht wird; der Flächenbereich, welcher dieser Zerstäubung unterliegt, ist dem angelegten Strom proportional. . Man erhält dadurch eine Kristallfläche, welche in Ansicht in Fig.3 schematisch dargestellt ist. Aus dieser Figur ist ersichtlich, daß der innere Rand 9 der Metallauftragung 8 ungefähr konzentrisch zur Spitze 2 entfernt ist; der Abstand- dieser Spitze vom umgebenden Rand der Metallauftragung wird, durch entsprechende Wahl der Stromimpulsstärke, so bemessen, daß der gewünschte Abstand zwischen der Spitze 2 und der die zweite Spitze nunmehr ersetzendenUetallauftragungentsteht. Hierbei richtet es sich nach den besonderen Erfordernissen, ob man das Verfahren mit Bezug auf die steuernde oder die gesteuerte Spitze anwenden will. Wurde die Spitze 2 mit Bezug auf den Träger des Kristalls i, in dessen Gehäuse, vor Durchführung der Einstellung fixiert und die Spitze gleichzeitig miteiner nach abwärts:gerichteten Druckkomponente federnd im Gehäuse gelagert. so ist das Verstärkerelement nach Durchführung dieser Stromeinstellung fest eingestellt. (-l. h. die an sich schwierige Einstellbarkeit entfällt auf diese Weise völlig.
• Um dem Verstärkerelemerrt eine ausreichende mechanische Stabilität zu verleihen, kann die Spitze 2, noch. bevor sie vermöge der durchzuführenden teilweisen Zerstätrbung der Metallauftragung 8 mit dem Kristall in Berührung kommt, mit Bezug auf diese Auftragung ()rtlicli fixiert werden, z. B. durch den Wachstropfen io (Fig. 2) durch Harz o. dgl.
• Ein -weiterer Vorteil dieser .Ausführung besteht darin, daß der sich um die Spitze herum erstreckende Bereich zum Stromtransport ausgenutzt wird, wodurch größere _lusgangsleistungen gewährleistet sind; verwendet man dagegen, wie bisher, zwei benachbarte Spitzen, so ist der Stromverlauf zwischen diesen nicht befriedigend. Ein erfindungsgemäß erhaltenes Verstärkerelement wird auch gegen Verschiebungen der Spitze innerhalb der Ausnehmungen 9 weniger empfindlich sein, vorausgesetzt, daß es nicht zu einem Kurzschluß zwischen Spitze 2 und Rand 9 kommt.

Claims (2)

1. PATENT ANS PR(*C11E: i. Verfahren zur lagerichtigen Einstellung der Auflagekontakte eines Kristallverstärkerelementes, von denen der eine eine Spitze aus Leitendern 'Material und der zweite eine diese Spitze umgebende Elektrode flächiger Beschaffenheit ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite, flächige Beschaffenheit aufweisende Auflagekontakt zuerst in Form einer durchgehenden Metallauflage auf den Kristall aufgetragen wird, die einzustellende Spitze sodann auf diese Metallauftragung aufgebracht und letztere auf an sich bekanntem elektrischem Wege mittels eines durch die Spitze zugeführten dosierten Stromstoßes örtlich beseitigt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze, die auf der Kristalloberfläche aufruhen soll, mindestens vor Durchführung der örtlichen Beseitigung der Auftragung auf dieser mechanisch fixiert wird.