П401 - П403А, МП401

   Первые советские диффузионно-сплавные транзисторы (германиевые). Разработаны в 1956-1957 годах (НИР "Парис"), в московском НИИ-35 "Пульсар" М.М. Самохваловым, выпускались по меньшей мере до 1991 года (при этом к началу 90-х они имели статус неперспективных, с рекомендацией замены на КТ3107/КТ3126 для гражданских версий, и на 2Т326 для военных).

   Выпускали их, пожалуй, все отечественные производители полупроводников 1960-х годов - тот же "Пульсар", питерская "Светлана", рижская "Альфа", Таллинский радиотехнический завод им. Ханса Пегельмана, киевский "Квазар", Новгородский завод полупроводниковых триодов (ныне ОАО "Планета"); а в конце 1960-х производство было передано на Нальчикский ЗПП и минский "Транзистор".

История разработки
Технические данные
Конструкция транзистора
Фотогалерея
МП401

Из истории создания

"Оба института [речь про НИИ-160 "Исток" и ЦНИИ-108, ныне ЦНИРТИ - К.] активно сотрудничали, в частности в решении проблемы повышения выходной мощности и рабочих частот транзисторов, и в результате родилась идея нового технологического процесса "сплавления-диффузии", на основе которой появились серийные германиевые транзисторы П401-П403 и П410, П411. Но в 1957 году А.И.Берг создал в Академии наук СССР новый Институт радиоэлектроники, который сам же и возглавил, сотрудники, занимавшиеся полупроводниковыми приборами, перешли туда, и в ЦНИИ-108 это направление было свернуто" [47].

Эти транзисторы были первой продукцией РЗПП. Из заводской брошюры об истории завода "...Март 1960 года — изготовлены первые образцы сплавно-диффузионных транзисторов типа П401, П403... в июне 1960 года на РПЗ было изготовлено только сто штук транзисторов П401 и П403... Июль 1960 года — выпущена первая тысяча германиевых транзисторов типа П401, годных по всем электрическим параметрам. Руководитель внедрения — Ломонович В.М." (РПЗ - Рижский приборостроительный завод №390, первоначальное, до 1964 года, название РЗПП -> "Альфа"). 

А вот что пишет про них Погорилый:
"Они тоже выпускались по разным ТУ. Первоначально - П401, П402, П403 (П403А не было)*.
Потом П403 разбили на два подтипа - П403 и П403А. Первоначально у П403 был "альфа" 0,94-097, а у П403А - больше 0,97.
Потом стало у П403 0,97-0,99, а у П403А - больше 0,94 (как у П401, П402). Т.е. П403 стал лучше чем П403А.
ТУ, видимо, менялись неоднократно."
* судя по тому, что у меня есть П403А выпуска X.58 - это было очень недолго.

Их дальнейшее развитие - П422-П423.


(фото с форума Портативное ретрорадио)


(фото с форума Портативное ретрорадио)

В книгах встречается и такое - "Передатчик первого в мире искусственного спутника Земли был изготовлен на сплавно-диффузионных транзисторах П-401"[43]! Скорее всего это ошибка, по свидетельствам людей, имеющих непосредственное отношение к "начинке" первого ИСЗ (к примеру, Каганова Вильяма Ильича - главного конструктора нескольких радиоэлектронных устройств для космических объектов в том числе и для первого спутника Земли), он был выполнен на стержневых лампах.

Интересные моменты с ценой:

"Прейскурант на радиодетали Посылторга. 1962год. Германиевые триоды: ... П401 = 2,30р." (форум "Портативное ретрорадио")

"...Через посылторг можно было купить транзисторы ... П401 - 80коп ...Это примерно 64-66год." (с форума "Про радио")

Конструкция транзисторов

В производстве этих транзисторов был использован новый метод, при котором база формировалась за счет диффузии сурьмы из твердого рекристаллизованного слоя эмиттера, состоящего из индия с примесью сурьмы.
Для своего времени это была выдающаяся технология, не имеющая аналогов за рубежом.

 В пластинке исходного р-германия с удельным сопротивлением 0,8-1 ом*см делаются углубления (лунки). Путем диффузии сурьмы из паровой фазы на поверхности пластинки германия создается соединительный n-слой толщиной около 20 мкм.
Пластинка покрывается воском, затем воск снимается с ее поверхности и остается только в лунках. После этого производится травление, в результате которого n-слой германия стравливается с части поверхности, не покрытой воском, и сохраняется в лунках.

В каждую лунку кладут два кусочка сплавов, необходимых для образования p-n переходов.

Кристалл с кусочками этих сплавов помещается в водородную печь и подвергается термообработке при температуре около 1070° К в течение 15—30 мин.
При этом сначала происходит расплавление сплава, растворение германия и проникновение жидкого фронта в кристалл. Затем устанавливается равновесие, граница жидкий сплав — твердый германий становится неподвижной и происходит проникновение примесей из жидкого сплава в твердый германий за счет диффузии.

Первый, эмиттерный, сплав содержит как донорные, так и акцепторные примеси (состав сплава: 88% In 88%, 1,5% Ga, 3,5% Sb и 7% Au).
Так как донорные примеси диффундируют быстрее и проникают глубже в твердый германий, а акцепторные примеси диффундируют медленнее, но обладают большей растворимостью в германии, распределение примесей у границы сплав — твердый германий под эмиттерной каплей будет таким, как показано на рисунке (а - распределение концентрации исходного и диффундирующих примесей; б - распределение избыточных примесей Na-Nд), т. е. в процессе сплавления-диффузии образуются два p-n перехода.

Жидкая капля диаметром 0,15 мм после затвердевания образует эмиттерную p-область площадью ок. 0,018 мм2 с очень большой концентрацией примесей (около 1025 м-3). Слой германия n-типа, образованный диффузией доноров из капли, имеет малую ширину (несколько микрон). Этот слой создает область базы и соединяется со слоем, нанесенным в лунке и служащим для вывода базы.
Кристалл исходного p-германия образует коллекторную область.

Вторая, базовая, капля (состав сплава: 95% Pb и 5% Sb) служит для создания вывода базы. При сплавлении происходит диффузия доноров из этой капли, которая приводит к образованию диффузионного p-n перехода между каплей и p-германием кристалла в случае проплавления этой каплей n-слоя в лунке.

После сплавления-диффузии пластинки германия с хорошими переходами приплавляются к кристаллодержателю сплавом In-30%, Sn-70%, дающим невыпрямляющий контакт с p-областью коллектора. Выводы эмиттера и базу являются прижимными [в первоначальном варианте? - К.]
Вывод коллектора припаян к корпусу.

1 — капля сплава,
2 — эмиттерный рекристаллизационный слой,
3 — базовый диффузионный слой (n-типа),
4 — базовый слой n-типа исходной пластинки,
5 — коллекторный слой p-типа исходной пластинки,
6 — кристаллодержатель,
7 — вывод базы.


(фото с форума Радиокартинки)

Итоговая конструкция выглядит так:


Для обеспечения хорошего теплоотвода коллекторный электрод расположен близко к выводу 5 транзистора. Эмиттерный вывод 6 соединен с эмиттером 3, а вывод базы 4 реализуется при помощи кольца 2. Герметизация триода осуществляется металлическим корпусом 1.

"...для дрейфовых триодов П401, П402 и П403 разрешающее время [триггерных схем - К.] составляет 0,2-1 мкс. ... Разрешающее время при использовании в схеме [совпадений на двух триодах с общей эмиттерной нагрузкой - К.] дрейфовых транзисторов типа П403 составляет около 10-8 с." [5]

Эти транзисторы тоже выпускались в разных корпусах - старые варианты были в корпусе с плоским дном, а в дальнейшем появился более надежный холодносварной вариант.


(фото Алексея Абызова)

А вот еще крайне необычные образчики из этой серии, из коллекций тт. Pedro Diasa'а...

... и лидокорка:

Оказывается, при переходе к холодносварному корпусу эти транзисторы получили букву М в названии - МП401. Но в дальнейшем от этого почему-то отказались и вернулись к старому обозначению.

Источники:

1. Полупроводниковые приборы и их применение. Сборник статей. Под редакцией Я. А. Федотова (Выпуск 3). - Издательбство "Советское радио", Москва - 1958.
2. Я. А. Федотов, Ю. В. Шмарцев. "Транзисторы", Издательство "Советское Радио", Москва - 1960
3. Бройде Абрам Маркович и Тарасов Федор Иванович. Справочник по электровакуумным и полупроводниковым приборам. М.-Л., Госэнергоиздат, 1961. (Массовая радиобиблиотека. Вып. 383).
4. Справочник радиолюбителя. Издание третье. Под общей редакцией А. А. Куликовского. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961 (Массовая радиобиблиотека, вып. 394)
5. Справочник начинающего радиолюбителя. Под общ. ред. Р. М. Малинина - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961 (Массовая радиобиблиотека, вып. 400)
6. Л. С. Горн и Б. И. Хазанов. Транзисторы в радиометрической аппаратуре. - Госатомиздат, Москва - 1961.
7. В.Г. Криксунов. Низкочастотные усилители. Второе издание. - Гостехиздат УССР, Киев - 1961.
8. Гурлев Д.С. Справочник по электронным приборам. К.: "Государственное издательство технической литературы УССР", 1962.
9. Брук В.А. и др. Производство полупроводниковых приборов. Учебн. пособие для индивидуально-бригадного обучения рабочих на производстве. М., Профтехиздат, 1963.
10. Д. С. Гурлев. Справочник по электронным приборам. Издание третье, дополненное.- Киев, издательство "Технiка", 1964.
11. Н.С. Спиридонов, В.И. Вертоградов. Дрейфовые транзисторы. М. "Советское радио", 1964.
12. Автоматизация производства и промышленная электроника. В 4 тт. Гл. ред. А.И. Берг и В.А. Трапезников т. 4. М., "Советская энциклопедия", 1966 (Энциклопедия современной техники. Энциклопедии. Словари. Справочники). т. 4. Телекомандование - Ячейки стандартные.
13. Д. С. Гурлев. Справочник по электронным приборам. Издание четвертое, переработанное и дополненное.- Киев, издательство "Технiка", 1966.
14. Лабутин В. К. Транзисторы. Издание второе, переработанное и дополненное. Москва, "Энергия", 1967. (Массовая радиобиблиотека. Вып. 638.)
15. Городецкий А. Ф., Кравченко А. Ф. Полупроводниковые приборы. - М.: "Высшая школа", 1967
16. Ю.К. Акимов, А.И. Калинин, В.Ф. Кушнирук, Х.Юнгклауссен. Полупроводниковые детекторы ядерных частиц и их применение. Атомиздат, Москва, 1967.
17. Гумеля Е. В. Выбор схем транзисторных приемников. Изд. 2-е, переработ. М., «Энергия», 1968. (Массовая радиобиблиотека. Вып. 654)
18. Справочник по полупроводниковым диодам и транзисторам. Изд. 2-е. М., "Энергия", 1968.
19. Черкашина А.Г. Элементы автоматики на варикапах. М, «Энергия», 1968. (Б-ка по автоматике. Вып. 297).
20. Венёвцев М. К. Переделка ламповых приемников на транзисторные. М., «Энергия», 1969. (Массовая радиобиблиотека. Вып. 689).
21. Транзисторы. Справочник. Издание 3-е. Под редакцией И. Ф. Николаевского.- Москва, издательство "Связь", 1969.
22. Петър Кисьов, Георги Стоянов. Справочник по полупроводникови диоди и транзистори. Техника - София, 196?.
23. Справочник радиолюбителя. Р. М. Терещук, Р. М. Домбругов, Н. Д. Босый, С И. Ногин, В. П. Боровский, А. Б. Чаплинский. В двух частях. Изд. 6-е. "Техника", 1970.
24. Кривоносов А.И. Термодиоды и термотриоды, М., «Энергия», 1970. (Б-ка по автоматике. Вып. 374).
25. Справочник по полупроводниковым приборам. Лавриненко В. Ю. Изд. 6-е. "Техника", 1971.
26. Каталог полупроводниковых приборов. - Москва, ЦНИИ "Электроника", 1971.
27. Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам. Под общ. ред. Н. Н. Горюнова. Изд. 3-е, переработ. и доп. М., "Энергия", 1972.
28. Кутвинов В.Г. Основы промышленной электроники. Учеб. пособие для вузов. М., "Высшая школа", 1972
29. Краткий справочник конструктора радиоэлектронной аппаратуры. Под ред. Р. Г. Варламова. М., «Сов. радио», 1973
30. Белов И.Ф., Дрызго Е.В. Справочник по транзисторным радиоприемникам. Изд. 2-е, испр. и доп. М., "Советское радио", 1973.
31. Шитиков Г.Т., Цыганков П.Я., Орлов О.М. Высокостабильные кварцевые автогенераторы. Под ред. Шитикова Г.Т. М., "Сов. радио", 1974.
32. Краткий справочник радиолюбителя. Березовский М.А., Писаренко В.М. - Киев "Технiка", 1975.
33. Малогабаритная радиоаппаратура. Справочник радиолюбителя. - Киев "Наукова думка", 1975.
34. Малинин Р.М. Справочник по транзисторным схемам. Изд. 2-е, перераб. М., "Энергия", 1975 (Массовая радиобиблиотека. Вып. 852).
35. Фисенко В.М. Усилители постоянного тока с управляемым коэффициентом передачи. М., "Энергия", 1975 (б-ка по радиоэлектронике. Вып. 51).
36. Пляц О. М. Справочник по электровакуумным, полупроводниковым приборам и интегральным схемам. Минск, <Вышэйш. школа>, 1976.
37. Терещук Р. М. и др. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства: Справочник радиолюбителя.- Киев: "Наукова думка", 1981.
38. Атанас Шишков. Транзистори и диоди. Кратък справочник. Второ допълнено издание. София, Държавно издателство "Техника". 1981.
39. Полупроводниковые приборы: Транзисторы. Справочник/В. А. Аронов, А. В. Баюков, А. А. Зайцев и др. Под общ. ред. Н. Н. Горюнова,— М.: Энергоиздат, 1982.
40. Нефедов Л. В., Гордеева В. И. Отечественные полупроводниковые приборы и их зарубежные аналоги: Справочник. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1985.
41. Полупроводниковые приборы: Транзисторы. Справочник/Под общей редакцией Н. Н. Горюнова. Издание второе, переработанное, - М.: Энергоатомиздат, 1985.
42. Терещук Р. М. и др. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства: Справ. радиолюбителя / В. М. Терещук, К. М. Терещук, С. А. Седов.— 3-е изд., перераб. и доп.- Киев: "Наукова думка", 1987.
43. Транзисторы: Справочник/ О. П. Григорьев, В. Я. Замятин, Б. В. Кондратьев, С. Л. Пожидаев - М.: Радио и связь, 1989.— (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1144)
44. Нефедов А. В., Гордеева В. И. Отечественные полупроводниковые приборы и их зарубежные аналоги: Справочник. — 3-е изд., перераб. и доп.— М.: Радио и связь, 1990. (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1154).
45. Димитър Рачев. Справочник радиолюбителя. Държавно издателство "Техника". 1990.
46. Перечень неперспективных ПП и рекомендуемых замен. - Центральное конструкторское бюро "Дейтон", 1991.
47. Аксенов А. И. и др. Элементы схем бытовой радиоаппаратуры. Диоды. Транзисторы: Справочник / А. И. Аксенов, А. В. Нефедов, А. М. Юшин.— М.: Радио и связь, 1992. (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1190).
48. Триполитов С.В., Ермилов А.В. Микросхемы, диоды, транзисторы: Справочник.— М.: Машиностроение, 1994.
49. Шокин А.А. Министр невероятной промышленности СССР. Страницы биографии. - Москва: Техносфера, 2007.
50. Динамика радиоэлектроники/ Под общ. ред. Ю.И. Борисова - М.: Техносфера, 2007.

домой