Richi´s Lab

WF OA741

OA741

OA741

Die OA741 ist eine Germanium-Spitzendiode, hergestellt im Werk für Fernsehelektronik Berlin. Die maximal zulässige Sperrspannung beträgt 40V, der maximale Strom liegt bei 75mA.

Die schwarze Schrift auf gelben Grund wurde wie ein Abziehbild aufgebracht. Es handelt sich dabei um die älteste Ausführung der Diode. Später lackierte man die Dioden grau. Darauf folgten kleinere Gehäuse mit einer weißen Lackierung und schließlich beschriftete man direkt das unlackierte Glasgehäuse.

 

OA741 Aufbau

Der Aufdruck lässt sich abkratzen und erlaubt einen Blick auf die Konstruktion der Diode.

 

OA741 Aufbau

Einer der Anschlusspins ist von Lot umgeben, auf dem sich ein dünner Germaniumkristall befindet. Von oben kontaktiert ein Golddraht den Kristall. Die Kurve, die der Draht beschreibt, sorgt mit ihrer Federwirkung dafür, dass der Draht während der Produktion Kontakt zum Kristall hält. Außerdem wird darüber die unterschiedliche Wärmeausdehnung der Materialien kompensiert, die ansonsten die Kontaktstelle belasten würde.

 

OA741 Aufbau

Der Germaniumkristall ist ungefähr 80µm dick. Die Kantenlänge beträgt 1,3mm. Die auffällige Oberflächenstruktur ergab sich durch die damaligen Ätzprozesse, mit denen Störstellen von der Oberfläche des Kristalls entfernt wurden.

 

Der Golddraht hat einen Durchmesser von ungefähr 0,04mm und ist mit dem Halbleiterkristall verschmolzen. Während der Produktion wurde die OA741 mit einem verhältnismäßig hohen Strom formiert. Der hohe Stromfluss erhitzt die Verbindungsstelle von Golddraht und Halbleiterkristall so stark, dass sie miteinander verschweißen. Das erhöht die mechanische Stabilität und die Stromtragfähigkeit.

Die Spitzendiode ist eine Weiterentwicklung der offenen Kristalldetektoren, die in alten Radioempfängern als Demodulatoren eingesetzt wurden. Dort muss man auf einen mineralischen Kristall händisch einen Draht aufsetzen. An der Grenzfläche zwischen Metall und Halbleiter entsteht eine Schottky-Diode. Spitzendioden, die nicht formiert wurden, also nicht verschweißt sind, arbeiten nach dem selben Prinzip und stellen so ebenfalls Schottky-Dioden dar. Sie werden gerne als Hochfrequenzdioden eingesetzt, weil sie geringere Sperrschichtkapazitäten bieten. Formierte, also verschweißte Spitzendioden besitzen dagegen klassische pn-Übergänge.

 

Das hier abgebildete Diagramm stammt aus der sogenannten Diodenbibel von Heinz Hornung, einem Dokument, das im Werk für Fernsehelektronik zu Ausbildungszwecken verwendet wurde. Das Diagramm zeigt wie sich in n-dotiertem Germanium bei hohen Temperaturen Akzeptor-Störstellen bilden. Wortwörtlich handelt es sich dabei um "gittereigene Störstellen mit Akzeptor-Charakter" die sich durch "thermische Umbesetzungen von Gitterbausteinen im Kristall" ergeben. So kann man unterhalb der Kontaktspitze eine pn-Sperrschicht erzeugen.

Die Diodenbibel beschreibt außerdem, dass im Werk für Fernsehelektronik bei den Golddraht-Spitzendioden 1% Gallium zugemischt wurde. Das Gallium diffundiert beim Formieren in den Germaniumkristall und bildet eine ausgeprägtere p-Dotierung.

 

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