Neue Halbleiter-Bauelemente zur Hannover-Messe 1966
Warum bringen wir hier eine eigentlich bekannte Liste von uralten analogen Halbleiter-Bauelementen aus dem Jahr 1966 ? In dieser Liste mit 14 Seiten wird das damals modernste Wissen um die neuen Silizium Transistoren aufgeführt, zur Hannover-Messe im April 1966. Dazu ein wenig Hintergrundwissen aus dem beginnenden Hifi-Bereich.
1966 war ich 17 Jahre alt und bestaunte in den beiden Wiesbadener Kaufhäusern die modernsten Hifi-Geräte ...... von Max Grundig. Denn von Grundig gab es die kostenlose "Grundig Revue" zum Mitnehmen.
Und dort wurden auch die neuesten Entwicklungen in diesen Geräten ausführlich erklärt. Während Telefunken (und andere) nur mühsam von den Röhren weg kam, hatte Grundig fast überall die Nase vorne.
Warum war das so ?
Es dauerte bei mir weitere 50 Jahre, bis ich dahinter kam, warum das damals so war. In meinen Zeitzeugen-Gesprächen 2006 in Nürnberg im Grundig Museum hörte ich es und in Grundigs Autobiographie des Herrn Fein von 1983 stand es dann schriftlich :
Nach dem Zusammenbruch der deutschen Wirtschaft im April 1945 standen tausende von überlebenden Ingenieuren auf der Straße und keine größere Firma "durfte" die einstellen. Sie waren (für die Administrationen der Siegermächte) "belastet", sei es, daß sie vorher bei Telefunken oder AEG oder Siemens oder in den IG Farben in exponierten gehobenen oder höheren Positionen beschäftigt waren.
Und es sprach sich in wirklicher Windeseile herum, dort in Fürth am Ende der Welt irgendwo hinter Nürnberg gibt es eine kleine Klitsche - "die da" suchen diese befähigten Ingenieure. Und natürlich gaben Freunde ihr Wissen an weitere Freunde und ehemalige Kollegen weiter und Grundig stellte viele von Ihnen ein. Für Max Grundig war das ein einmaliger genialer Volltreffer, die besten der besten in seine aufstrebende Firma zu bekommen.
Sie wurden die "Siemens Indianer" genannt .....
Und es waren auch ehemalige Siemens Ingenieure dabei und die wiederum kannten die anderen Kollegen von damals, die aber nicht "in die Pampa" nach Fürth kommen wollten und warteten, bis sie nach 1951 wieder bei Siemens in einem der neuen westdeutschen Werke unterkommen konnten und wollten.
Man kannte sich und nach 1950 konnten die Firmen auch wieder telefonieren, jedenfalls untereinander. Über diese Verbindungen hatte Max Grundig einen riesen Vorteil. Er bzw. seine Ingenieure saßen beinahe an der Quelle des modernsten KnowHows. Sie hatten Zugang zu den brand-neuen Transistoren und konnten damit neue Geräte (Beispiel SV140 und RT100) entwickeln, die die anderen dann abkupfern "durften".
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Halbleiter-Bauelemente APRIL 1966 - AUS DEM INHALT:
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- Allgemeines......................... 3
- STANDARD-Typen................. 4
- INDUSTRIE-Typen................. 9
- Typenübersicht.................... 14
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Allgemeines
Die Halbleitertechnik hat heute einen Stand erreicht, der den Einsatz dieser Bauteile auf fast allen Gebieten der Elektronik ermöglicht. Infolge der Weiterentwicklung gibt es jedes Jahr wieder eine große Zahl neuer Typen, die entweder bereits bekannte Anwendungsfälle verbessern oder neue Anwendungen erschließen.
Im folgenden werden die von uns zur Hannover-Messe 1966 vorgestellten neuen Halbleiter-Bauelemente in Kurzform beschrieben. Damit soll es dem Anwender ermöglicht werden, sich kurz zu informieren, ohne alle ausführlichen Datenunterlagen im einzelnen studieren zu müssen.
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Ge-Transistoren
Die Entwicklungsarbeit auf dem Gebiet der legierten Ge-Transistoren beschränkt sich im wesentlichen auf npn-Transistoren, die zusammen mit bereits bekannten pnp-Tran-sistoren als Komplementärpaare in NF-Endstufen eingesetzt werden. Die von uns seit vielen Jahren mit großem Erfolg vertretene Mesa-Technik zur Herstellung von Ge-Hochfrequenz-Transistoren wurde weiter verfeinert.
Mit der sogenannten Mesa-II- Technik gelingt es, mit Hilfe von Fotomasken kompliziertere System-Geometrien herzustellen. Die größere Freizügigkeit bei der Wahl der System-Geometrie ermöglicht eine bessere Anpassung der Transistoren an die vorgesehenen Anwendungsfälle.
Der UHF-Transistor AF 239 ist in dieser Technik hergestellt. Er hat bei einer Frequenz von f = 800 MHz eine Rauschzahl von F = 3 und eine Verstärkung von VPb = 14 dB. Dieser große Fortschritt bei Eingangs-Transistoren für UHF-Tuner verlangte auch eine Verbesserung der Eingangs-Transistoren für VHF-Tuner.
Mit dem Typ AF109R stellen wir einen VHF-Eingangs-Transistor vor, der bei einer Frequenz von f = 200 MHz eine Rauschzahl von F <3 hat.
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Si-Planar-Transistoren
Unser Programm an Si-Planar-Transistoren wird durch neue Typen ergänzt. Besonders hervorzuheben sind dabei unsere Niederfrequenz-Typen für einen breiten Anwendungsbereich, aber auch die neuen Typen für nicht-neutralisierte Femseh-ZF-Verstärker und ein entscheidender Vorstoß auf dem Gebiet der Hochfrequenz-Leistungstransistoren ist durch die Verwendung integrierter Strukturen bei der Herstellung von Transistoren gelungen.
Diese Planar-Transistoren bestehen aus vielen Einzelemittern, die durch aufgedampfte Leiterbahnen parallelgeschaltet werden. Der Transistor BLY 22, der dem Transistor 2N 3375 entspricht, liefert eine Ausgangsleistung von Pa > 3 W bei einer Frequenz von f = 400 MHz.
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Si-Leistungs-Transistoren
Unsere seit Jahren bekannten Si-Leistungs-Transistoren für Hochstrom-Schalteranwendungen BUY12 und BUY13 werden durch den neuen Typ BUY14, der ein kleineres Gehäuse (SOT-9) hat, ergänzt. Für universelle Anwendungen bis zu Spitzenströmen von 1 A stehen die neuen epitaktischen Si-Planar-Transistoren BSX 45 und BSX 46 zur Verfügung.
Integrierte Halbleiterschaltungen
Das sowohl für Anwendungen im industriellen Sektor als auch für Anwendungen im Unterhaltungssektor sehr interessante Gebiet der integrierten Halbleiterschaltungen wird bei uns intensiv verfolgt. Besonders hervorzuheben ist der 3stufige Niederfrequenzverstärker TAA 111 (bisher bekannt unter der Entwicklungsbezeichnung SV 03).
Auf dem Gebiet der digitalen Halbleiterschaltungen arbeiten wir an einer Typenreihe in TTL-Technik. Die Bausteine dieser Typenreihe zeichnen sich durch große Schnelligkeit, hohe Störsicherheit und Belastbarkeit aus.
Das Gebiet der Dioden
Auf dem Diodengebiet verdienen die Abstimmdioden für die Anwendung in Tunern besondere Beachtung. Sie ermöglichen den Ersatz von mechanischen Abstimmgliedern wie Drehkondensatoren durch eine elektronische Anordnung.
Zur Gleichrichtung hoher Spannungen stehen jetzt Dioden kleiner Leistung mit Sperrspannungen bis 1.000 V zur Verfügung. Mit der Planar-Technik können sehr schnelle Schaltdioden hergestellt werden. Unsere epitaktischen Planar-Dioden BAY 60 und BAY 63 haben eine sehr kleine Kapazität, eine kurze Rückwärtserholzeit und weisen außerdem nur geringe Streuung in den elektrischen Daten auf. Multiple Versionen dieser Planardioden sind in Vorbereitung.
Das Normgehäuse TO-18 (DIN-Bezeichnung 18 A 4), das sich bei der Herstellung von Transistoren seit Jahren bewährt hat, wird jetzt mit einer kleinen Abänderung auch für unsere Fotodioden verwendet (APY 11, APY 12). Auf der Oberseite der Gehäusekappe ist ein Glasfenster für den Lichteintritt vorgesehen.
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Heißleiter und Kaltleiter
Auf dem Gebiet der Heißleiter paßt man sich mit neuen Typen den immer interessanter werdenden Anwendungen in der Steuerung von Waschmaschinen, Geschirrspülmaschinen etc. an.
Für ähnliche Anwendungen sind auch unsere Kaltleiter vorgesehen. Unser Kaltleiter P 430 E11 ist speziell für die Anwendung in der Uberfüllsicherung für Öltanks entwickelt worden. Entsprechend einer Verordnung des Gesetzgebers müssen künftig alle Öltanks, auch Heizöltanks, mit einer solchen Uberfüllsicherung ausgerüstet sein.
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1 STAND ARD-Typen
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1.1. Transistoren
1.1.1. Legierte Germanium-Transistoren
Auf dem Gebiet der Niederfrequenz-Verstärker gewinnen die Komplementär-Stufen immer mehr an Bedeutung. Gemeint sind damit transformatorlose Endstufen, die mit Komplementär-Transistoren, also einem pnp- und einem gleichartigen npn-Transistor, bestückt sind.
Bisher stand für solche Anwendungen das Paar AC 127/AC 152 mit einer Ausgangsleistung bis 1 W und das Paar AC 176/AC 153 für 2,5 W zur Verfügung. Neu bekanntgemacht wird ein Komplementärtyp zum Transistor AD 162. Dieser neue npn-Transistor hat die Bezeichnung AD 161 und liefert in einer Komplementär-Endstufe mit AD 162 eine Ausgangsleistung von 5 bis 10 W.
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Einem Wunsch der Anwender nach hochverstärkenden Komplementär-Transistoren kommen wir mit den neuen Typen AC 187 K (npn) und AC 188 K (pnp) entgegen. Diese Transistoren sind den Typen AC 176 und AC 153 ähnlich, haben aber eine Stromverstärkung von B> 100 bei einem Kollektorstrom von 300 mA. Eine hohe Stromverstärkung der Endstufen-Transistoren bedeutet eine Ersparnis an Treiberleistung.
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1.1.2. Diffundierte Germanium-Transistoren
Für Hi-Fi-Endstufen werden Transistoren mit höherer Grenzfrequenz verlangt. Bei Frequenzen im oberen Drittel des hörbaren Bereiches tritt durch Phasendrehung eine gewisse Belastung der Transistoren auf, die die erreichbare Ausgangsleistung bei höheren Frequenzen begrenzt. Davon hängt auch der Klirrfaktor ab. Eine wesentliche Verbesserung ist mit diffundierten Germanium-Transistoren, z. B. mit den neuen Typen AD 166 und AD 167, erreichbar. Durch die höhere Grenzfrequenz dieser Transistoren verlagern sich die genannten Schwierigkeiten zu Frequenzen, die oberhalb des hörbaren Bereiches liegen.
Die Transistoren liefern im Gegentaktbetrieb eine Ausgangsleistung von 15 bis 20 W. Dabei kann ein praktisch linearer Frequenzgang bis 20 kHz erreicht werden. Bei geeigneter Rückkopplung kann der Klirrfaktor im gesamten Ubertragungsbereich eines NF-Verstärkers unter einem Wert von K = 0,2% gehalten werden.
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Für Schalteranwendungen bei großen Leistungen und hoher Sperrspannung stellen wir den Transistor AU 105 vor. Die Grenzdaten dieses Transistors ermöglichen seinen Einsatz in der Endstufe der Horizontalablenkung von Koffergeräten (90°-Ablenkung). Darüberhinaus kann der Transistor in allen jenen Anwendungen eingesetzt werden, für die die Schaltzeiten der bekannten Leistungs-Transistoren in Ge-Legierungstechnik zu lang sind.
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1.1.3. Germanium-Mesa-Transistoren
Mit unseren Ge-Mesa-Transistoren begann die Transistorisierung der Fernsehgeräte. In den letzten Jahren haben die in dieser Technik hergestellten Transistoren in vielen Stufen von Fernsehgeräten sowie in Ton-Rundfunkgeräten, UHF-Tunern, VHF-Tunern, Allband-Tunern, Zwischenfrequenz-Verstärkern und UKW-Tunern auf breitester Basis Anwendung gefunden.
Inzwischen wurde bei uns diese Technik intensiv weiter entwickelt und es konnte ein beachtlicher Fortschritt erzielt werden. Als ersten Transistor, der in der Mesa-II-Technik hergestellt ist, bringen wir den Transistor AF 239 für UHF-Eingangsstufen, sowie Mischer- und Oszillatorstufen. In der Mesa-II-Technik werden für die Herstellung der Emitter und der Basisflecken an Stelle der mechanischen Masken Fotomasken verwendet. Man wird dadurch freier in der Wahl der Geometrie und kann die Transistoren besser den Erfordernissen anpassen. Während bei UHF-Tunern, die in der Eingangsstufe mit AF 139 bestückt sind, im UHF-Bereich Rauschzahlen zwischen F=5 und F=11 erreicht werden, können in Tunern mit dem Transistor AF 239 in der Eingangsstufe Rauschzahlen von F=3,5 bis F =4 erzielt werden.
Die Leistungsverstärkung eines UHF-Tuners mit AF 239 in der Eingangsstufe und einem AF 139 in der selbstschwingenden Mischstufe liegt zwischen Vp = 22 bis 26 dB.
Durch die Einführung des Transistors AF 109 R kann auch im VHF-Gebiet das Rauschverhalten wesentlich verbessert werden. Ein mit diesem Transistor in der Eingangsstufe bestückter VHF-Tuner ergibt Rauschzahlen von F=3 bis 3,6 im Band I und F=3,4 bis 4,2 im Band III. Schaltungsvorschläge für die neuen Ge-Mesa-Transistoren sind in unserem Schaltbeispielheft, Ausgabe April 1966, enthalten.
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1.1.4. Silizium-Planar-Transistoren
Unsere bereits bekannten und gut eingeführten Si-Vorstufen-Transistoren BC 107 und BC 108 werden durch den besonders rauscharmen Typ BC 109 ergänzt. Bei diesem Typ wird der Rauschfaktor breitbandig in einem Frequenzbereich von 30 Hz bis 15 kHz gemessen mit einem Grenzwert von F<4 dB. Kleine Restströme und hohe Stromverstärkung (ß = 240 bis 900) sind neben den guten Rauschwerten, die hervorhebenswertesten Eigenschaften, die den Transistor für die Anwendung in NF-Vorstufen empfehlen.
Eine Ausführungsform der Transistoren BC 107, BC 108 und BC 109 mit einem TO-5-ähnlichen Plastikgehäuse ist in Vorbereitung.
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Daten des Transistors BC 109:
| .Typ | U_CBO(V) | U_CEO(V) | Ic(mA) | Ptot (mW) | R thG (grd/W) | ß (bei/c = 2mA) | F (30Hz-15kHz,dB) | Gehäuse |
| BC109 | 20 | 20 | 100 | 300 | <200 | 240 .. . 900 | <4 | TO-18 |
.Für Treiberstufen und Endstufen kleinerer bis mittlerer Leistung gibt es neu den epitaktischen Transistor BC 140 mit einem Spitzenstrom von 1 A. Der Transistor hat das Gehäuse TO-5. Er wird überall dort Verwendung finden, wo Spitzenstrom und Verlustleistung der Reihe BC 107, BC 108, BC 109 nicht ausreichen.
Für noch höhere Leistungen ist der Transistor BD 109 vorgesehen, der einen zulässigen Spitzenstrom von 2A hat. Das Gehäuse SOT-9 ermöglicht einen Wärmewiderstand von R thg <7 grd/W. Der Transistor ist für Gegentakt-Endstufen, sowie für die Verwendung als Schalter geeignet.
Die neuen Transistoren BF 167 und BF 173 haben eine so kleine Rückwirkungskapazität (-Ci2e = 0,15 bzw. 0,23 pF), daß damit Fernseh-ZF-Verstärker aufgebaut werden können, die auch ohne Neutralisation eine hohe Verstärkung liefern. Diese kleine Rückwirkungskapazität wird durch Anbringen einer inneren Abschirmung erreicht.
Der Transistor BF 167 ist für die geregelte erste Stufe vorgesehen. Es kann damit bei Stromaufwärtsregelung ein Regelumfang von 60 dB erreicht werden. Für die zweite Stufe kann je nach Schaltungskonzept der BF 167 oder der BF 173 verwendet werden. Für die dritte Stufe bzw. für die Endstufe wird der BF 173 empfohlen. Dieser epitaktische Planar-Transistor ist für große Aussteuerung geeignet.
Außerdem sind bei diesem Typ Maßnahmen für eine möglichst gute innere Wärmeleitung getroffen, so daß eine Verlustleistung von Ptot = 200 mW zugelassen werden kann. Ein mit diesen Transistoren aufgebauter Fernseh-ZF-Verstärker, wobei in der ersten Stufe der Transistor BF 167 und in der zweiten und dritten Stufe der BF 173 verwendet wird, liefert eine Gesamtverstärkung von 84 dB bei einer Betriebsspannung von 20 V. Die Ausgangsspannung beträgt nach der Gleichrichtung 6 V an einem Lastwiderstand von 2,7 kOhm.
Der Si-HF-Transistor BF 115 wird in zwei Typen aufgespalten und zwar in den Typ BF 184 für Vor- und Mischstufen im Kurzwellen-, Mittelwellen- und Langwellen-Bereich, für AM- und FM-ZF-Verstärker in Rundfunkempfängern, sowie für Ton-ZF-Verstärker in Fernsehempfängern und in den BF 185 für Vor- und Mischstufen im UKW-Bereich. Mit dieser Aufteilung wird eine bessere Anpassung des Typs an die breitgestreuten Anwendungsfälle erreicht.
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1.2. Dioden
In zunehmendem Maße werden zur Abstimmung der Fernsehbänder I und III Kapazitätsdioden verwendet. Der Hauptvorteil an diesem Abstimmprinzip liegt darin, daß zum Abstimmen keine beweglichen HF-Kontakte mehr benötigt werden und damit die Betriebssicherheit wesentlich erhöht wird. Der Fortfall der Abstimm-Mechanik ermöglicht außerdem eine sehr kompakte Bauweise und eine vereinfachte Sender-Tastenwahl.
Mit dem Typ BA 138 stellen wir eine epitaktische Si-Planar-Diode vor, mit der bei einer Spannungsänderung zwischen 3 und 30 V bereits eine Durchstimmung des gesamten VHF-Bereiches möglich ist. Bei dieser Spannungsvariation von 1:10 hat das Kapazitätsverhältnis den Wert von 1:2,4 bis 1:2,7. Die Dioden werden in zwei Gruppen, sortiert nach der Kapazität, bei einer Sperrspannung von 30 V geliefert. Dioden mit einem grünen Ring haben einen Wert von Cd = 3,8 bis 4,9 pF und Dioden mit einem blauen Ring einen solchen von Cd = 4,4 bis 5,5 pF. Durch diese Gruppierung wird die Dimensionierung von VHF-Dioden-Tunern einfacher.
Die Si-Dioden der Serie BA 131, BA 132 und BA 133 eignen sich besonders für die Verwendung in elektronischen Blitzlichtgeräten zur Gleichrichtung von Wechselspannungen. Infolge der kleinen Gehäuseabmessungen können diese Dioden günstig auch in gedruckten Schaltungen eingebaut werden. Diese Si-Dioden haben ein Kunststoffgehäuse mit axial angeordneten Anschlußdrähten. Die Kathode ist durch einen Farbpunkt markiert, wobei die Farbe gleichzeitig den Typ kennzeichnet.
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1.3. Integrierte Halbleiter-Schaltungen (Verstärker)
Während man ursprünglich der Meinung war, daß integrierte Halbleiter-Schaltungen nur auf dem industriellen Sektor, z. B. in Rechenmaschinen, verwendet werden, hat sich gezeigt, daß ein Einsatz dieser neuen Halbleiter-Bauelemente auch auf dem Unterhaltungssektor wirtschaftlich möglich ist.
Mit unseren NF-Verstärkern TAA 111, TAA 121 und TAA 131 stellen wir 3stufige NF-Verstärker in monolithischer Technik vor, die für den Einsatz in kleinen Diktiergeräten, Schwerhörigengeräten, Mikrofonverstärkern und ähnlichen Anwendungen, bei denen NF-Verstärker auf kleinem Raum untergebracht werden sollen, geeignet sind.
Bei diesen nach dem Planar-Verfahren hergestellten Niederfrequenz-Verstärkern, sind alle Bauelemente (beim Typ TAA 111 sind das 3 Transistoren und 5 ohmsche Widerstände) in einem Silizium-Plättchen mit den Abmessungen 1mm x 1mm untergebracht. Die drei Stufen sind direkt gekoppelt, weshalb der Arbeitspunkt aller drei Stufen gemeinsam eingestellt werden kann. Wegen der kleinen Restströme der Transistoren ist die Temperaturabhängigkeit im Arbeitspunkt gering und die thermische Stabilität der ganzen Schaltung gewährleistet. Mit dem Verstärker wird eine Spannungsverstärkung von 65 dB erreicht. Die maximale Ausgangsspannung beträgt 1 V an einem Lastwiderstand von 500 Ohm. Die 3 dB-Frequenzgrenzen liegen bei 50 Hz bzw. 150 kHz. Die Schaltung des Verstärkers TAA 111 zeigt die Abbildung 2. Eine Abwandlung dieses Verstärkers hat die Bezeichnung TAA 121. Bei dieser ist der Kollektorwiderstand der dritten Stufe (320 Ohm) weggelassen, wodurch eine höhere Ausgangsleistung am Lastwiderstand erzielbar ist. Die beiden bisher genannten Halbleiterschaltungen sind in das Gehäuse TO-5 mit 6 Anschlüssen eingebaut (Abb. 3).
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Besonders für den Einsatz in Schwerhörigengeräte ist der Verstärker TAA 131 geeignet, der in ein kleines Plastikgehäuse eingebaut ist (Abb. 4). Die Schaltung dieses Verstärkers zeigt die Abb. 5.
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2. INDUSTRIE-Typen
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2.1. Transistoren
2.1.1. Silizium-Planar-Transistoren
Für Anwendungen, in denen ein besonderer Wert auf niedriges Rauschen gelegt wird, empfehlen wir unseren neuen Transistor BCY 66. Dieser Transistor ist ähnlich dem Typ 2N 2484. Bei einem Kollektorstrom von Iq = 10 uA und einer Frequenz von 1 kHz hat der Rauschfaktor den Wert von F=1,2 (<2) dB. Außerdem zeichnet sich der Transistor durch besonders kleine Restströme aus, die einen Betrieb bei kleinen Arbeitspunkten ermöglichen. Zu den Typen BCY 58 und BCY 59 tritt nun der Transistor BCY 65 mit einer zulässigen Sperrspannung von Uqeo ^ 65 Volt hinzu.
Für Schalter- und Verstärker-Anwendungen bis zu Kollektorströmen von 2 A und Spannungen bis 80 V, sind die epitaktischen Planar-Transistoren BDY 12 und BDY 13 geeignet. Diese Transistoren haben das Gehäuse SOT-9 und sind damit für leistungsstärkere Anwendungen zu bevorzugen. Die gleichen Transistoren gibt es auch in einer Version mit dem Gehäuse TO-5 unter der Bezeichnung BSX 62 und BSX 63.
Für universelle Anwendungen bis zu Kollektorströmen von 1 A und Sperrspannungen von 100 V sind die epitaktischen Planar-Transistoren BSX 45 und BSX 46 vorgesehen. Der Kollektor dieser Transistoren ist mit dem Gehäuse elektrisch verbunden, wodurch ein Wärmewiderstand von R thG < 60 grd/W erreicht wird.
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2.1.2. Hochfrequenz-Leistungs-Transistoren mit integrierter Struktur
Mit den Hochfrequenz-Leistungs-Transistoren, die in der Technik integrierter Strukturen hergestellt sind, ist ein entscheidender Fortschritt erreicht worden. Die Transistoren bestehen aus über 100 Einzelemittern, die durch aufgedampfte Leiterbahnen parallelgeschaltet werden. Für die Herstellung dieser integrierten Strukturen wird die Si-Planar-Technik angewendet. Wir stellen zwei Typen vor und zwar den BFY 99 im Gehäuse TO-5 und den BLY 22 im leistungsstarken Gehäuse TO-60. Dieses Gehäuse ermöglicht eine Isolierung des Kollektors und ergibt trotzdem einen Wärmewiderstand von R thG < 15 grd/W. Der Transistor BFY 99 ist ähnlich dem Typ 2N 3553, während der Transistor BLY 22 dem Typ 2N 3375 entspricht.
2.2. Dioden
Für universelle Anwendungen stellen wir die Ge-Spitzendiode AAY 28 vor, die ein besonders gutes Durchlaß- und Sperrverhalten hat. Sie unterscheidet sichln ihren Daten wesentlich von den normalen Ge-Spitzendioden und ist deshalb für alle jene Anwendungen besonders geeignet, für die die Daten normaler Spitzendioden nicht ausreichen, für die aber die Verwendung von Golddrahtdioden aus wirtschaftlichen Gründen nicht infrage kommt. Zu beachten ist besonders die hohe Sperrspannung der Diode von C7R = 100 V.
Für den Einsatz als schnelle Schaltdiode in Rechenmaschinen und für allgemeine Schalteranwendungen sind die Si-Planar-Dioden BAY 60 und BAY 63 vorgesehen. Die Dioden unterscheiden sich im wesentlichen in ihrer Sperrspannung, wobei die BAY 60 eine Sperrspannung von Ur = 25 V und die BAY 63 eine Sperrspannung von C/r = 50 V hat. Die Diode hat eine sehr kurze Rückwärtserholzeit, eine sehr kleine Kapazität und geringe Streuung der Daten. Diese Dioden ergänzen das von uns bereits früher vorgestellte Programm an schnellen Schalt-Transistoren für Rechenmaschinen vom Typ BSY 17 und BSY 18, so daß jetzt ein komplettes Transistor-Dioden-Programm für schnelle Logikschaltungen vorliegt. Die elektrischen Daten der Diode BAY 60 entsprechen denen der Diode 1N 4009 und die der BAY 63 denen vom Typ 1N3604.
In vielen Anwendungen werden schnelle Si-Planar-Dioden als Multiple Dioden benötigt. Dreifach-Dioden mit Systemen der BAY 60 und BAY 63 mit gemeinsamer Kathode sind in Musterstückzahlen verfügbar. Mehrfach-Dioden mit gemeinsamer Anode sind in Vorbereitung.
BAX 28 Multiple Diode aus BAY 60 mit gemeinsamer Kathode
BAX 29 Multiple Diode aus BAY 63 mit gemeinsamer Kathode
Gegenstand weiterer Entwicklungsarbeiten sind Si-Planar-Dioden mit hoher Sperrspannung (100 V) sowie Planar-Zenerdioden.
Für fotoelektrische Steuerungen werden unsere Ge-Fotodioden TP 50 und TP 51 seit vielen Jahren mit großem Erfolg eingesetzt. Jetzt sollen diese Dioden durch eine neue Ausführungsform mit dem seitJahren bewährten Gehäuse TO-18 ersetzt werden. An der Oberseite des Gehäuses ist ein Glasfenster für den Lichteintritt angeordnet. Die neuen Fotodioden haben die Bezeichnung APY 12 und APY 13, wobei die APY 12 in den technischen Daten identisch mit der Fotodiode TP 50 ist und die APY 13 der TP 51 entspricht.
Si-Fotodioden hoher Fotoempfindlichkeit in Miniatur-Glasgehäusen mit 2,2 mm Durchmesser und im Gehäuse TO-18 für frontalen Lichteinfall sind in Vorbereitung. Entwicklungsmuster stehen zur Verfügung.
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2.3. Integrierte Halbleiter-Schaltungen, Serie FL 100 in TTL-Technik
Halbleiter-Schaltungen in monolithischer Technik eignen sich besonders gut für digitale Anwendungen, da hier die Toleranzen der einzelnen Bauelemente nicht so kritisch sind wie in der Analogtechnik. Außerdem werden integrierte Halbleiterschaltungen für die Digitaltechnik besonders wirtschaftlich sein, da hier große Stückzahlen gleicher Bausteine benötigt werden.
In unserem Hause wird seit Jahren intensive Entwicklungsarbeit auf diesem neuen Gebiet geleistet. Erste Ergebnisse dieser Entwicklung wurden durch Aufsätze und Vorträge bereits früher bekanntgegeben.
So wurde z. B. über DCTL (direct coupied transistor logic)-NOR-Gatter und DTL (diode transistor logic)-NAND-Gatter berichtet. Die mit diesen Schaltungen gewonnenen Erfahrungen führten, verbunden mit neuen Erkenntnissen zum TTL (transistor-transistor logic)-NAND-System. Dieses System erscheint aufwendiger als die DCTL- und DTL-Systeme.
Die fortgeschrittene Halbleitertechnik ermöglicht es aber, das TTL-System, das den Vorzug größerer Schnelligkeit, besserer Sicherheit und höherer Belastbarkeit hat, auch preiswert herzustellen. Durch Verfeinern der Strukturen und durch Einführung eines weiteren Diffusionsschrittes (stark N-dotierte Schicht unter dem Transistorsystem: N+-buried-layer) wurde es möglich, eine größere Anzahl von Schaltelementen auf gleicher Fläche unterzubringen und bessere elektrische Eigenschaften zu erreichen. Die kleineren Strukturen verursachen kleinere parasitäre Kapazitäten; die „N+-buried-layer" ermöglicht kleinere Kollektor-Bahnwiderstände oder bei gleichen Bahnwiderständen eine höherohmige, dünnere Epitaxie, so daß ebenfalls kleinere parasitäre Kapazitäten erreicht werden. Diese Umstände wurden bei der Entwicklung der TTL-Serie FL 100 von Siemens berücksichtigt.
Ein wichtiges Arbeitsgebiet für die Digitaltechnik sind Steuerungen und Rechner an Produktionsanlagen. Hier kommt es nicht so sehr auf extrem hohe Geschwindigkeiten, sondern vielmehr auf die Sicherheit gegen Störungen an. Bei einem möglichst einfachen Aufbau sollen weder Schaltimpulse von Nachbargeräten noch ungewollte innere Kopplungen stören können. Bei der Entwicklung der Siemens-TTL-Serie FL 100 ist diese Forderung weitestgehend berücksichtigt.
Die Abbildung 7 zeigt die Schaltung eines Zweifach-NAND-Gatters mit je 4 Eingängen in TTL-Technik. Die beiden Eingangs-Transistoren sind Multiemitter-Transistoren. Das Systemfoto einer solchen Halbleiter-Schaltung zeigt die Abbildung 8. Die Gatter der in Ausbau befindlichen Siemens-TTL-Typenreihe FL 100 (siehe Tabelle) sind in ein hermetisch dichtes Gehäuse eingebaut.
Die in der Tabelle angeführten Typen sind für den Temperaturbereich von 0 bis 75 °C vorgesehen; Typen für den Temperaturbereich von —55 bis +125 °C sind in Vorbereitung.
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2.4. Heißleiter
Für die Abtastung kleiner Meßstellen wurde ein neuer Heißleiter K 29 entwickelt. Die kleine Heißleiterperle ist mit Glas umhüllt. Durch das geringe Volumen des Heißleiters wird eine geringe thermische Trägheit erreicht, er eignet sich deshalb besonders zur Temperaturmessung und Regelung, sowie zur Messung der Wärmestrahlung und zur Strömungsmessung.
Der Heißleiter K 273 ist für die Temperaturüberwachung und -regelung von Flüssigkeiten bestimmt. Er besteht aus einer Heißleitertablette, die in ein Fühlergehäuse mit Befestigungsflansch eingebaut ist. Der Temperaturfühler trägt 2 Flachstecker 2,8 x 0,8 mm2, die für den Anschluß mit AMP-Faston-Steckhülsen vorgesehen sind.
Der K 273 eignet sich besonders für die Laugentemperaturregelung von Waschmaschinen sowie für die Temperaturregelung von Warmwasserheizungen. Um eine hohe Temperaturgenauigkeit zu erreichen, wird der Nennwiderstand bei 60 °C gemessen und nach 10 Toleranzgruppen aufgeteilt. Die Toleranzgruppen werden durch Farbpunkte zwischen den AMP-Flachsteckern gekennzeichnet.
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2.5. Kaltleiter
Nach einer staatlichen Verordnung wird künftig der Einbau einer Uberfüllsicherung für alle Öltanks vorgeschrieben. Für die Verwendung als Meßfühler zur Flüssigkeitsniveau-Abtastung haben wir den Kaltleiter P 430 E11 entwickelt, der das Normgehäuse DO-7 hat. - Eine für die genannte Anwendung entwickelte Schaltung ist in unserem Schaltbeispielheft, Ausgabe April 1966, enthalten.
Typenübersicht: Transistoren:
| Typ | Kollektor-Basis | Kollektor | Grenz- | Wärme-widerstand | Gehäuse |
| Sperrsp. U cbo [U ceo] (Volt) | Strom (mA) | frequenz /TMHz (/ß kHz) | Rtw grd/W [*h.g] | ||
| Standard-typen: | |||||
| AC187 K | 25 [15] | 1000 | 3 | <; 45* | Kühlklotz |
| AC188K | -25 [-15] | -1000 | 1,5 | <45* | Kühlklotz |
| AD 161 | 32 [20] | 1000 | 3 | [£ 8,5] | SOT-9 |
| AD 166 | -60 [-40] | -5000 | 3 | [£2] | TO-3 |
| AD 167 | -75 [-50] | -5000 | 4 | [£2] | TO-3 |
| AF 109 R | -20 [-15] | -10 | — | [<, 400] | TO-18 |
| AF 239 | [-15] | -10 | 650 | £ 750 | TO-18 |
| AU 105 | -100 | -10000 | 5 | [£2] | TO-3 |
| BC 109 | 20 [20] | 100 | — | [£ 200] | TO-18 |
| BC 140 | 80 [40] | 1000 | >60 | [£60] | TO-5 |
| BD 109 | 60 [40] | 2000 | — | [£7] | SOT-9 |
| BF 167 | 40 [30] | 25 | 350 | £ 1000 | TO-18 lang |
| BF 173 | 40 [25] | 25 | 550 | £ 650 | TO-18 lang |
| BF 184 | 30 [20] | 30 | 280 | <; 900 | TO-18 |
| BF 185 | 30 [20] | 30 | 230 | £ 900 | TO-18 |
| Industrie-typen: | |||||
| BCY65 | 65 [65] | 200 | [£ 150] | TO-18 | |
| BCY66 | 45 [45] | 2.00 | [< 150] | TO-18 | |
| BDY 12 | 60 [40] | 2000 | >30 | [£7] | SOT-9 |
| BDY 13 | 80 [60] | 2000 | >30 | l£7] | SOT-9 |
| BFY 99 | 65 [40] | 1000 | 500 | [£40] | TO-5 |
| BLY 22 | 65 [40] | 1500 | 500 | [£15] | TO-60 |
| BSX 62 | 60 [40] | 2000 | 50 (>30) | [£35] | TO-5 |
| BSX 63 | 80 [60] | 2000 | 50 (>30) | [£35] | TO-5 |
| BSX 45 | 80 [40] | 1000 | >60 | [60] | TO-5 |
| BSX 46 | 100 [60] | 1000 | >60 | [60] | TO-5 |
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SIEMENS & HALSKE AKTIENGESELLSCHAFT
Wemerwerk für Bauelemente Bestell-Nr. 2-6300-162 Printed in Germany




