什么是锗晶体管？(a germanium transistor?)

锗晶体管是在硅元素上构建的标准晶体管的变体，而硅-硅-锗合金通常用于提高电信号的传输速度。单个电子元件的速度加起来就是一个集合，因此，锗晶体管阵列可以显著提高电路的处理速度。锗晶体管早于标准硅设计，在20世纪50年代和60年代就被广泛使用。它们的吞吐速度或更低的截止电压优于硅，但是，今天，它们只有专门的应用。...

Germanium transistors are built with the element silicon to increase speed of transmission in electrical signals.

半导体锗硅晶体管也与铟、镓或铝合金化，并已被用作纯硅晶体管阵列的另一替代品，即基于砷化镓的晶体管阵列。在太阳能电池应用中，锗和砷化镓一起使用，因为它们具有相似的晶格图案。光学应用是现在使用锗晶体管的常见场所，部分原因是纯锗金属对红外辐射是透明的。

锗合金在高速电路中比硅具有更高的传输速率，但它们并非没有缺点。锗晶体管的大多数性能都低于标准硅晶体管，包括它们提供的最大功率分布，大约为6瓦，而硅的功率超过50瓦，并且电流增益和工作频率较低。与硅相比，锗晶体管的温度稳定性也较差。随着温度的升高，它们允许更多的电流通过，最终导致其烧毁，电路的设计必须防止这种可能性。

锗晶体管最大的缺点之一是，由于锗倾向于产生螺旋位错，它会显示电流泄漏。这些晶须是结晶结构的精细产物，称为晶须，随着时间的推移，它会使电路短路。漏电流超过10微安可以用来确定晶体管是建立在锗基而不是硅基上的。

与硅相比，锗是一种稀有且昂贵的金属。尽管硅很容易以石英的形式获得，但提炼半导体级硅（SGS）的过程仍然是一个高度技术化的过程。然而，它不会像锗那样对健康造成危害，锗和锗氧化物在精炼过程中产生，已被证明对身体有神经毒性作用。

尽管锗主要用作太阳能电池和光学应用中的晶体管，但由于锗二极管的截止电压较低，约为0.3伏，而硅二极管的截止电压为0.7伏，因此锗二极管也用作电气元件。锗半导体元件的这一独特优势使其成为未来高速元件的目标，如硅锗碳晶体管。这种晶体管提供最低的噪声传输水平，最适合用于振荡器、无线信号传输和放大器的射频应用。这反映了一个事实，几十年前锗元件的最初用途之一是在无线电设计中。

发表于 2021-12-10 14:00
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分类：科学

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