Hier ist der Germanium-Leistungstransistor OC846A zu sehen, der im Funkwerk Erfurt entwickelt wurde, aber nie in eine Serienproduktion ging. Es existieren lediglich einige Musterbauteile im Thüringer Museum für Elektrotechnik (https://www.elektromuseum.de). Aus diesem Museum stammen auch die folgenden Hintergrundinformationen.
Im Jahr 1959 wurde im VEB Funkwerk Erfurt (FWE) die Produktion von Senderöhren eingestellt. Mit den freiwerdenden Kapazitäten hat man im sogenannten Zentrallabor für Empfängerröhren (ZLE) damit begonnen Germanium-Leistungstransistoren zu entwickeln. Eine wichtige Grundlage war eine sowjetische Dokumentation. Neben den notwendigen Abmessungen des Germaniumkristalls war darin auch beschrieben, wie man das Material ätzt, welche Legierungsmaterialien man verwenden muss und welche Geometrien anzustreben sind. Das Legieren erfolgte in einer Graphitform unter Vakuum. Die Konstruktion des Legierungsofens konnte ebenfalls aus der sowjetischen Dokumentation entnommen werden. Die für den Legierungsvorgang optimalen Temperaturen und Zeiten fehlten allerdings und mussten aus Versuchen ermittelt werden. Ende 1962, nachdem man die Entwicklung abgeschlossen hatte, wurden die Ergebnisse zum Halbleiterwerk Frankfurt Oder (HFO) übertragen.
Das Transistorgehäuse besteht aus Kupfer. Die Bodenplatte ist 3mm dick.
In die Bodenplatte sind Buchstaben eingestanzt, die die Anschlüsse für Basis und Emitter identifizieren. Die Einbuchtung erzeugt auf der Oberseite einen Sockel, auf dem sich der eigentliche Transistor befindet.
Die Aufbau- und Verbindungstechnik ist für einen Germanium-Leistungstransistor nicht ungewöhnlich. Eine ringförmige Elektrode kontaktiert das Germaniumplättchen und überträgt so den Basisstrom. In der Mitte wird der Emitterstrom zugeführt.
Die Qualität der Lotverbindung zwischen dem Basispin und dem Kontaktblech ist sehr schlecht.
Der Germaniumkristall hat eine Kantenlänge von 5,6mm. Eine Kantenlänge von 6mm sollte eine Verlustleistung von 25W ermöglichen. Für 15W-Transistoren war eine Kantenlänge von 4mm vorgesehen.
Um den hier zu sehenden Emitter zu erzeugen hat man eine Indium-Gallium-Mischung in das Germanium einlegiert. Am Kollektor wurde reines Indium eingesetzt. Das Gallium erhöht die Leitfähigkeit des Emitters. Eine hohe Leitfähigkeit sorgt dafür, dass die Stromverstärkung bei höheren Emitterströmen nicht zu stark absinkt.
Es ist gut zu erkennen, dass sich auf dem Germaniumplättchen zwei Metallschichten befinden. Das untere Element ist das Legierungsmaterial, das den Emitter ausbildet. Darauf wurde der Emitterkontakt mit einem bei niedriger Temperatur schmelzenden Lot aufgelötet.
Das Germanium-Plättchen wurde im Halbleiterwerk Stahnsdorf gefertigt, das zum VEB Halbleiterwerk Frankfurt Oder (HFO) gehörte. Auf der Oberfläche zeigt sich die bekannte Struktur, die sich durch den Ätzprozess ergibt, mit dem die Oberfläche gereinigt wurde. Die Kanten scheinen auf irgendeine Art überarbeitet worden zu sein. In diesen Bereichen ändert sich die Oberflächenstruktur.
Das Germaniumplättchen ist ungefähr 0,12mm dick. Darauf befindet sich eine 0,05mm dicke Lotschicht und die 0,10mm dicke Basiselektrode.
Der Transistor liegt nicht ganz plan auf dem Sockel der Bodenplatte auf. Das erlaubt einen besseren Blick auf den Kollektorbereich. Deutlich sichtbar ist das Legierungsmaterial, das beim Kollektor eine größere Fläche bedeckt als beim Emitter. Für die Kollektoranbindung scheint nur sehr wenig Lot verwendet worden zu sein. Mit einer derart kleinen Kontaktfläche lässt sich die Verlustleistung des Transistors nur schlecht ableiten. Um hochqualitative Transistoren zu erhalten wäre dieser Prozess auf jeden Fall noch zu optimieren.
Bei genauerer Betrachtung kann man erkennen, dass sich auf dem Sockel sogenannte Whisker gebildet haben. Üblicherweise handelt es sich um Zinn, das unter bestimmten Umständen mit der Zeit derartige Kristallstrukturen ausbildet. Diese Whisker können Kurzschlüsse erzeugen.
Der Durchmesser der Whisker beträgt nur 5µm. Hier scheint sich eine vollständige Verbindung zwischen Kollektor und Basis eingestellt zu haben.
Teilweise sind auf den Bildern auch kleine Dendriten zu erkennen, wie sie sehr viel umfangreicher im GD241 zu finden waren.
Das Überblicksbild zeigt noch einmal die Größenverhältnisse. Hier könnte es sein, dass der Whisker einen Kurzschluss verursacht hatte, der durch einen Stromfluss dann wieder aufgeschmolzen wurde. Das würde die Verdickung am Ende des Whiskers erklären.
