10.5.1 - O TRANSISTOR DE SILÍCIO

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)
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.
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

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.