Como anteriormente visto, o primeiro transistor consistia de uma
base feita com cristal de Germânio, provido com dois pontos de contacto,
formando dois diodos em oposição.
Sua fabricação em escala começou obtendo-se o Óxido de Germânio,
GeO², por meio de tração à medida que as impurezas iam sendo
introduzidas no bloco fundido. Entretanto, como a dosagem das impurezas
era um processo complexo, não se podia obter um semicondutor com
características elétricas estáveis.
Desta maneira desenvolveu-se um processo de fabricação no qual uma
fatia do Germânio N era colocada entre duas bolachas do elemento
Índio que atuava como formador das impurezas. Este sanduíche era
então aquecido a temperaturas de 500 - 650ºC, bem abaixo do ponto
de fusão do Germânio, em uma atmosfera redutora. Pelo seu conceito
metalúrgico da formação do cristal, foi denominado de processo de
liga.
Após o resfriamento, a liga de Germânio - Índio assim obtida, cristaliza-se
se formando a matriz P. Finalmente as conexões eram soldadas nas
partes remanescentes das bolachas do Índio, formando então o transistor
tipo P-N-P.
Entretanto, como a matriz N, como poucos doadores, tinham uma elevada
resistência específica, era necessário que a camada formadora da
base fosse bem fina, da ordem de 20 mícron, exigindo assim, um rigoroso
estágio de controle.
Este processo de produção foi rapidamente usado pela a indústria
na obtenção de um amplificador estado sólido, de baixa potência,
que pelo seu tamanho reduzido, baixíssimo consumo, teve aplicação
imediata na fabricação de aparelhos para surdez, principalmente
em rádios receptores que agora podiam operar com alimentação
por baterias de 6, ou 12 V.
Estes aparelhos de concepção estado sólido ou rádios transistorizados
como são mais conhecidos conquistaram o mundo pela sua qualidade
e portabilidade.
Em 1954, é lançado no mercado o primeiro transistor empregando o
Silício. O Silício, um elemento químico com ponto de fusão em 1420º
C, tinha várias vantagens sobre o Germânio como: maior resistência
a temperatura, baixa corrente de fuga e, maior tensão de corte.
Desta maneira, os transistores feitos com Silício podiam operar
com maior potência, pois tinha maior dissipação de calor, sendo
assim particularmente indicados para aplicações militares. O Silício
como material foi um grande avanço na produção de transistores,
porém, não tardou muito para que um grupo de engenheiros, trabalhando
nos laboratórios de pesquisa da companhia americana Fairchild desenvolvesse
em 1957 uma nova tecnologia para fabricação de um amplificador estado
sólido, conhecida como processo por difusão.
Diagrama pictórico mostrando
os principais estágios de fabricação de um transistor
de germânio (Electronics 1954) |
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O
processo de preparação do lingote de germânio.(Electronic
World) |
O
processo de redução do GeO2 é feito num forno elétrico
a 600ºC em atmosfera de hidrogênio. |
O
processo de crescimento vertical produzindo um cristal
N-P-N. |
O processo de controle da espessura
da camada P e da resistência das regiões N. |
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As operações
de corte produzem Transistores a partir do cristal singelo.
I - primeiro são obtidas as fatias perpendiculares ao
plano de junção.
II - As fatias agrupadas são serradas em barras.
III - O ataque eletrolítico torna as junções visíveis
para a centralização do corte. |
Corte do cristal |
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Um
dos primeiros tipos de rádio receptor transistorizado, de origem
japonesa surgido no mercado, por volta de 1960.
A esquerda: Propaganda lançando
no mercado no final da década de 1950 de um dos primeiros
receptores portátil fabricados pela empresa Regency usando
transistores de germânio fornecidos pela Texas Instruments.
Tanto o preço, desempenho e, principalmente a facilidade
de transporte do aparelho são itens enfatizados pelo
TI, que foi uma empresa pioneira na fabricação
de transistores para fins militares e comerciais. |
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