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Transistoren, erste und Transistor-Radios, Halbleitertechnik

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Ernst Erb
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See the translation into English by Vincent de Franco.

Transistoren - der Weg dazu - frühe Forschungen - andere Möglichkeiten - erste Anwendungen

Transistoren und daraus entwickelte integrierte Schaltungen sind auch nach 60 Jahren an der Front der Technik, darum hatte ich im 2004 einen Beitrag zu den Halbleitern geschrieben aus dem ich viel für diesen Beitrag hier entnommen habe.

Zumindest im 19. Jahrhundert hat man sich Gedanken um die Struktur von Kristallen gemacht. Für den deutschen Sprachraum ist z.B. Ferdinand Braun mit seinen systematischen Studien bekannt. Er hat diese 1874 veröffentlicht. Man hat auch herausgefunden, dass Verbindungen wie Stahl-Karborundum unter gewissen Umständen einen Strom nur in eine Richtung fliessen lassen. Etwas vor einer praktischen Anwendung von Halbleitern als Detektoren fand man thermische Techniken. Ab 1904 konnte man mit einer Elektronenröhre von Fleming die gleiche Wirkung erzielen.

Noch vor der Triode von Lee de Forest fand man für die Ablösung der Fritter / Kohärer inkl. Dekohärer oder der "Maggie" Möglichkeiten mit verschiedenen Arten von Kristallen und Metallverbindungen, doch wollte man ja für Telefonie und für drahtlose Übertragungen Verstärker bauen können. Alle diese erwähnten Möglichkeiten blieben bis zur Durchsetzung der Triode noch lange im Einsatz, danach auch die Kristall-Detektoren für besonders günstige Empfänger.

Verstärkung für Telefonie und Radio
Für Telefonverstärkung fand der Engländer C. G. Brown mit dem "mechanical repeater" eine Lösung für die Verstärkung von Tonsignalen via einer Art Relais-Verstärker. Das bekannteste Beispiel ist der "Microphone Amplifier Type C". Besonders Siemens Deutschland holte sich eine Lizenz und verbesserte den Telefonverstärker ausserordentlich. Dieser in einem Aluminiumzylinder verpackte mechanische Verstärker kam auch noch lange für gewisse Anwendungen zum Einsatz. Man baute auch regelrechte NF-Stufen zum Betreiben von Kristall-Detektoren als Radio mit Lautsprecher. Ein Beispiel ist der 1923 erschienene Aktivlautsprecher Brown Crystavox (amplifying speaker), der an der "Wiener Herbstmesse" als "röhrenloser Aktivlautsprecher" gepriesen wird - mit der Bemerkung: "ersetzt einen zweistufigen Röhrenverstärker". Als Stromquelle genügt eine Batterie von 2-6 Volt. Es gibt noch andere mechanische Tonverstärkerprinzipien, so das im Buch "Radios von gestern" auf Seite 60 beschriebene Frenophone

Der mechanische Verstärker von Siemens im Aluminiumzylinder veranlasste wohl Robert Denk zu seinen Hoax (heisst Schabernack, Schwindel, Jux oder Scherz) mit den Zeitungen im Jahr 1948. Nur sehr wenige Menschen kannten das Siemens-Relais noch, also wen wundert es, wenn sie brav das gesehene "Wunder" schilderten. Wundern kann man sich nur an der Naivität von Leuten, die das heute als "epochemachende Deutsche Erfindung" darstellen. Hokus-Pokus (Zauberkünstler) ist seit 1796 als Hoax (Zeitungsente) ein Begriff, doch erst mit dem Internet bzw. eMail allgemein in deutschsprachigen Ländern gebräuchlich.

Die Röhren haben seit der Erfindung der Triode durch Lee de Forest von Ende 1906, Patent 1907 bis in die 50er-60er Jahre als Verstärker dominiert. Eine Triode ist per se ein Verstärker, der sich zu NF und HF-Zwecken verwenden lässt. De Forest war vorerst alleine am Audion als HF Detektor-Verstärker interessiert, so dass Robert von Lieben nach der Aufgabe seiner erfolglosen Versuche mit dem mannshohen Kathodenstrahl-Relais ab 1906 dann Ende Dezember 1910 erst auf die Triode von de Forest einschwenkte und sich den Patent-Anspruch der NF-Verstärkung sicherte. Allerdings war seine Quecksilberdampfröhre nicht erfolgreich, weshalb man die ganze Technik aus den USA nachempfinden musste. Übrigens: Viele Sammler verwechseln diese beiden komplett verschiedenen Entwicklungen von Lieben's: Das etwa mannshohe Kathodenstrahlrelais von 1906 bis 1910 und die grosse Quecksilberdampfröhre ab Ende 1910 bis 1914. Er wollte die Triode von de Forest auf NF-Verstärkung hin optimieren, ging aber (nachträglich gesehen) den falschen Weg. Niemand übernahm bei den folgenden Röhren etwas des von Lieben, doch Telefunken hatte wegen des Patentanspruchs der NF-Verstärkung eine überaus starke Marktstellung. Ab 1912 wurde die Liebenröhre mit Telefunken-Sockel in Serie gebaut. In Frankreich war die Entwicklung ab 1908 wie hier beschrieben.

Es gab aber in Russland eine Röhre mit dem Quecksilberdampf-Prinzip von Robert von Lieben durch Nikolai Dmitrijewitsch Papaleksi. Er entwickelte sie aber mehr Richtung von Harold J. Round in England (Round Type C ab 1913 bzw Type 2V-P1f). Gebaut hat man die Röhre ab Ende Sommer 1914 in Petrograd, dem heutigen Sankt Petersburg. Die Papaleksi-Röhre ist viel kleiner, doch äusserst selten. Siehe die Infos über Papaleksi und Bontsch-Brujewitsch - die Anfänge in Russland.

Zum Vergleich Europa-USA  Stand Anfang 1914:
1914 werkelte man in Deutschland noch mit der Quecksilberdampf-Röhre des von Lieben, während Frankreich dank einem Muster der Triode von de Forest eine einendige und mit Stiftsockel versehene Hochvakuum-Röhre entwickelte. Von Lieben hatte im Dezember 1910 mit ausdrücklicher Erwähnung von Lee de Forest die Triode zur Verstärkung von Telephonie angemeldet. Die praktischen Anstrengungen gingen aber in die falsche Richtung und waren eigentlich erfolglos. Ende 1914 hatte man in Deutschland mit Röhren wie die EVN94 und EVE173 oder Messerkontaktröhren (hier eine spätere)  ebenfalls die Hochvakuum-Technik realisiert. 

1913 hat AT&T in den USA mit der Triode von Lee de Forest ein von Küste zu Küste (3400 US-Meilen) gehendes Telefonnetz aufgebaut. Allerdings fand die Einweihung durch Theodore Vail, den Präsidenten von AT&T erst im Juli 1914 statt.

Erst viel später konnte man in Europa - und nur in Teilgebieten - bei der Röhrenentwicklung aufholen, so durch die Erfindung der Pentode (Philips) (1927) und der Oszillator-Mischröhre als kombinierte Triode-Hexode (1934) und später Triode-Heptode (Telefunken). 

Hin zu Solid-State-Technik
In den 20er Jahren, als man den Aufbau der Atome besser kannte, begann die wissenschaftlichen Erforschung der Halbleiter, was schliesslich zu den Transistoren führte. Allen voran befasste sich Karl Lark-Horowitz an der Purdue Universität in den USA. Lark-Horowitz hat nach der Heirat den Namen der Frau vorangestellt. Er stammte als Horowitz aus Wien (1892 Wien - 1958 Purdue) und war im ersten Weltkrieg Nachrichtenoffizier. Durch die Unterstützung der Rockefeller Foundation konnte Horowitz 1928 die Stelle als Professor in Purdue besetzen. Er konnte sich dort voll mit der Erforschung des Germaniums und anderen kristallinen Elementen befassen. A.H. Wilson veröffentlichte 1931 die theoretischen Prinzipien und 1938 veröffentlicht Walter H. Schottky seine Diffusions-Theorie - nach der man dann die "schnellen" Schottky-Dioden baut. Auch die Arbeiten von Julius Edgar Lilienfeld, der aus Österreich-Ungarn zum Studium nach Deutschland ging und dann wegen jüdischer Abstammung in die USA auswanderte, stiess 1926 auf Effekte zu einem möglichen Feldeffekt-Transistor. Mehr in Post 7 in diesem LinkOskar Heil meldet im März 1934 ein Patent an, in dem er kapazitiv wirkende Steuerelektroden an Halbleitern vorschlägt - also auch in Richtung FET. Noch vor dem Krieg arbeitet er in England an Mikrowellenröhren. Mehr darüber und über Hilsch, Pohl (1938 "Dreielektrodenkristall"), A.L. Gorelik, A.H. Wilson, N.F. Mott, W. Schottky, B. Davydow, S. Ohl, J.H. Scaff, C.M. Zener (Zener-Diode) etc. finden Sie bei "Radios von gestern" auf Seite 234ff.

Mit der praktischen Umsetzung von Radar war es den Engländern gelungen, den Luftkrieg über England trotz starker Übermacht für sich zu entscheiden. Eine Invasion wäre sonst die Folge gewesen. Beim zweiten Weltkrieg war es entscheidend, den Gegner früher zu sehen, als der einem selbst. Das sowohl bei Schiffen wie auch bei Flugzeugen. Besonders für Flugzeuge wollte man möglichst hohe Frequenzen erreichen, um die grossflächigen Antennen zu verkleinern.

Die Engländer haben darum sofort ihr Know-how über Radar mit der USA geteilt. Festkörper-Dioden haben beim Radar die Aufgabe, das zurück kommende Signal in einen Gleichstrom für die Anzeige auf dem Bildschirm zu wandeln, sind aber auch als Diodenmischer im Einsatz. Sie waren oft von der hohen Frequenz und hohem (Gegen-) Strom überfordert und verbrannten, weshalb man die Forschung in Purdue, Bell Labs, MIT und der Universität von Chicago miteinander koordinierte. Man lernte, geeignete Kristalle besser zu «züchten» und zu dotieren.

Durch Dotierung mit Spuren von Zinn bei Germanium konnte die Gruppe um Lark-Horowitz etwa 1942-43 eine Verzehnfachung der Spannung erreichen. Mehr per Zufall hat das der Student Seymour Benzer in Purdue entdeckt, weil er mehr als ein Jahr mit Germanium Versuche durchführte. Ab dann hat man sich in der Forschung auf Germanium konzentriert.

Konkrete Schritte zum Transistor
Der Weg zum Transistor liest sich wie ein Kriminalroman und gleichzeitig kann ein differenzierter Leser erkennen, dass viele einzelne theoretische und praktische Schritte nötig waren, um das Ziel Transistor zu erreichen.

Zuerst kommt der teure, nicht so stabile Punkt-Kontakt-Transistor
1945, also direkt nach dem Krieg, hat aber auch Mervin Kelly, der Chef von AT&T erkannt, dass man die Verstärkerröhren ersetzen können sollte, denn die Entwicklung war nicht mehr viel weiter zu treiben. Er vermutete, dass Halbleiter eine Lösung bringen könnten und liess im August eine Abteilung für Halbleiterforschung (Solid State Physics Group) aufbauen.

Verantwortlich wurden William Shockley und der Chemiker Stanley Morgan. Dazu kamen noch weitere Forscher vom Bell Laboratorium wie Walter Brattain, Robert Gibney und Gerald Pearson, wie auch etwas später John Bardeen. Shockley wandte sich mit seiner Gruppe vor allem der Halbleiter-Forschung zu, wo er die Arbeiten aus den 30er Jahren von Frederick Seitz und Eugene Wigner weiter trieb.

Am 17. November 1947 hatte Walter Brattain eine Experimentier-Anordnung für einen Halbleiter-Verstärker ins Wasser gelegt, statt via Vakuum zu arbeiten, um eine gewisse Sättigung zu verhindern, die Versuche immer wieder zunichte machte. Damit erhielt er die beste Verstärkung. Die Idee war ja, dass man nicht nur eine gesteuerte Diode, sondern ein verstärkendes Element erreichen wollte.

Robert Gibney hat dann verschiedene Spannungen versucht. Am 21. November empfahl John Bardeen eine Metallspitze, umgeben von destilliertem Wasser in das Silikon zu bringen. So erzielte schliesslich Brattain eine kleine, aber messbare Verstärkung. Sie versuchten es mit verschiedenen anderen Materialien statt mit Wasser. Damit liess sich ein wesentlich grösserer Erfolg erzielen, doch ganz anders als erwartet. Die Anordnung war nicht einmal für eine Sprachfrequenz tauglich. Man dachte, dass das Elektrolyt, die Flüssigkeit also, das Problem war und versuchte es am 12. Dezember schliesslich mit Germaniumoxyd (grün). Erst nachdem Brattain seine Goldkontakte mehrmals auf das Material presste - und dabei Vertiefungen entstanden, erhielt er eine Verstärkung, die bei Tonfrequenzen funktionierten. Allerdings waren an diesen Stellen keine Oxyde mehr vorhanden.

Mit einer Anordnung von einem Stück Germanium und zwei punktförmigen Goldkontakten, platziert mit einem Plastik in einem Bruchteil von einem Millimeter auseinander, hatten Bardeen und Brattain einen eigentlichen elektronischen Solid-State-Verstärker erreicht. Erst einige Tage später, nach verschiedensten Versuchen, gaben sie am 23. Dezember eine Vorführung für Shockley und weitere wichtige Leute. Mehr als eine Woche hatten sie ihr Experiment geheim gehalten, auch vor Shockley.

Der Punktkontakttransistor bzw. Spitzen-Kontakt-Transistor (Spitzentransistor) hat aber bedeutende Nachteile und wurde nur kurze Zeit vor allem für militärische Zwecke eingesetzt. Er ist viel zu teuer in der Herstellung und auch viel zu labil im Betrieb, doch erreichte man damit anfänglich viel höhere Frequenzen als mit dem Flächentransistor. 

Aus "Radios von gestern" Seite 235: "Die erste öffentliche Vorführung erfolgt am 30.6.48 und R. Brown stellt dabei u.a. ein erstes Transistor-Radio vor ." ... "J.R. Pierce gibt dem Element später den Namen "Transistor" aus TRANSfer-reSISTOR."

Das hat eine ambitionierte Schaltung:

Foto aus Funktechnik 1948, Heft 24 - Bild erhalten von Olaf Freiberg, Deutschland

Hier sind Leistungen bekannt gemacht::

Bilder erhalten von Olaf Freiberg, Deutschland (edi.bplaced.net)

Der Superhet mit Spitzentransistoren als Muster August 1948 an der Ausstellung.

Mit an der Vorstellung war aber auch ein einfacher Telefonverstärker:

Bardeen 1948 mit Telefonverstärker - bekommen von Olaf Freiberg, Deutschland.

Bardeen mit Telefonverstärker - Bild erhalten von Olaf Freiberg, Deutschland. Das ist aber nicht ein Bild aus 1948 sondern von viel später, denn Bardeen wurde am 23. Mai 1908 geboren und sah auch 1956 wesentlich jünger aus.

An verschiedenen Orten, so bei Philips und in England befasste man sich mit der Halbleitertechnik intensiv. Auch Herbert F. Mataré und Heinrich Welker entwickeln bei Westinghouse in Paris eine ähnliche Einrichtung wie ein Transistor und melden dieses "Transitron" einige Monate später als die Amerikaner, am 13. August 1948 zum Patent an. (Link dauert Minuten!) Sie arbeiteten zuvor bei Siemens wo man für die Radartechnik neue Möglichkeiten suchte, wie z.B. die "Spitzendiode" ED705 als Mischdetektor für cm-Wellen (auch ED704, ED707). Die Mataré-Welker-Einrichtung führte 1950 zu Telefonverstärkern für die Leitung nach Algerien. Mataré gründet 1952 (mit US-Kapital von New England Industries) die Intermetall. Das "Current Biography International Yearbook 2003 bezeichnet Mataré als Schweizer.

Erst mit einem wichtigen weiteren Schritt entsteht der Flächen-Transistor
Es war nach der Vorführung allen klar, dass Shockley keinen Anteil an dieser Erfindung haben sollte, denn er war nicht direkt daran beteiligt. Bell verweigerte sogar, dass der Name von Shockley auf dem Patent erscheinen sollte. Shockley verbrachte darauf einige Tage - enttäuscht und traurig - allein, denn schliesslich war es eigentlich seine Idee. So studierte er an grundsätzlichen Verbesserungen: Er wollte einen Halbleiter mit drei Ebenen bauen - damit die mittlere Lage ähnlich des Gitters einer Röhre den Strom steuern sollte. Während seine Gruppe den gefundenen Weg verbesserte, arbeitete er allein an einer ganz anderen Lösung. Tatsächlich sprach sich bald herum, dass der Punkt-Kontakt-Transistor viel Rauschen erzeugte und nicht stabil war.

Am 23. Januar kam William Shockley darauf, die beiden äusseren Lagen mit zu viel und die innere Lage mit zu wenig Elektronen zu dotieren (N-Typ). Den mittleren Teil wollte er dann mit einer Steuerspannung belegen, um den Elektronen von den äusseren Teilen den Weg in Abhängigkeit der Ladung mehr oder weniger zu öffnen. Bei ihm verlaufen die Elektronen im Innern des Materials, beim anderen Aufbau entlang dem Oxyd aussen. Am 18. Februar konnte Shockley sehen, dass die Anordnung funktioniert, denn Joseph Becker und John Shive hatten mit einem anderen Experiment gezeigt, dass man den Strom auch durch den Halbleiter fliessen lassen kann, was Richard Haynes schliesslich mit genauen Messresultaten belegen konnte. Heynes entdeckte auch, dass das mittlere Teil besonders dünn und rein sein muss. Jetzt machte Shockley seine Anordnung publik, was wiederum Brattain und Bardeen verärgerte.

Gordon Teal fand den besten Weg, die geforderten Kristalle zu züchten und forderte, dass man statt drei Kristalle zu verbinden einen mit allen drei Lagen züchten sollte. Im März 1949 akzeptierte auch Shockley diesen Weg, denn mit dieser Methode funktionierte die Anordnung mehr als hundert mal länger.

Am 23. Juni 1949 konnte man die Erfindung von Shockley dem Militär vorführen - und da dieses die Erfindung nicht als militärisch wichtig unter Verschluss nehmen wollte, konnte man nach einer Woche eine öffentliche Demonstration abhalten. Aber erst am 12. April 1950 kann man Kristalle in Sandwich-Bauweise züchten, und zwar schon als N-Type oder P-Type. Noch immer hatte man aber mit Sprachverstärkung Mühe und erkannte, dass der mittlere Teil noch dünner sein müsste. Im Januar 1951 fand Morgan Sparks auch den Weg dazu. Die innere Lage war dann dünner als ein Blatt Papier. Im Juli 1951 konnte Bell der Presse einen in der Praxis anwendbaren Transistor präsentieren.

Natürlich war es Bell Labs klar, dass es nicht genügte, diese Erfindung nun selbst auszuschlachten. Darum organisierte Bell Labs im September 1951 ein Symposium, um zu zeigen, was man mit dem Transistor anstellen könne. Man vergab gegen Lizenz die Rechte an der Produktion an 26 Firmen. Darunter grossen wie IBM, General Electric und Siemens - aber auch kleinen Firmen wie der damals fast unbekannten Texas Instruments (TI). Für diese Lizenznehmer gab es im April 1952 ein Symposium. Bell Labs führte alle Erfahrungen aus diesem Symposium im Buch «Transistor Technology» zusammen. Zumindest in den Jahren 1952 (monatlich 6000, GE = 1000) und 1953 fabriziert Raytheon die grössten Stückzahlen von Transistoren.

Wie in CQ DL 12/97 zu lesen ist, war man bei Philips in Eindhoven eine Woche nach der Bell-Entdeckung in der Lage, Transistoren herzustellen, wie auch die britische GEC nach einer weiteren Woche. Darum ist anzunehmen, dass dort - wie in Frankreich - auf Grund der Erfahrungen während des Krieges über Halbleiter-Diodenmischer weiter geforscht wurde. Die Details kenne ich aber nur für Frankreich. Denn es gab während Jahrzehnten Versuche und Erkenntnisse, die aber lediglich die Halbleiter-Diode verbesserten. Nach der Realisierung des Transistors gab es in rascher Folge Fortschritte bis hin zum MOSFET von 1960 und weiteren Spezialtypen.

Arten von Transistoren
1947 entstand der Punktkontakttransistor durch Bardeen und Brattain (Point Contact Transistor). Er war immer etwas mit Problemen behaftet, konnte aber auf Anhieb höhere Frequenzen bewältigen. Doch bald wurde er ersetzt durch den Flächentransistor (Junction Transistor) von Shockley (Februar 1948). Beides waren anfänglich Germanium-Transistoren, bis man die gleiche Anordnung in Silizium (Silicon) erstellen konnte. Anfänglich hatte man die Schichten übereinander gebracht und rund herum in Form gebracht, was man Planar-Transistoren nennt oder wenn eindiffundiert auch diffusion-Planar-Transistoren. Danach kam die Mesa-Technik (Tafelberg/Tisch).

Vor allem gab es wichtige weitere Varianten von Halbleiter-Aktiv-Bauteilen - bis hin zu hochkomplexen IC's. Das sprengt diesen Rahmen, doch als Beispiele hier die wichtigsten Weiterentwicklungen: Uni-Junction-Transistor, Overlay-Transistor, Fototransistor, Thyristor, Triac, Darlington-Transistor etc. Spezialentwicklungen wie die Interdigital-Transistor-Anordnung, z.B. 256 Einzeltransistoren in einer wie Finger verschränkten Struktur ergaben Overlay-Typen, z.B. für 4W bei 400 MHz etc.

Für verschiedene Applikationen sehr wichtig der Feldeffekt-Transistor (FET), der sich "röhrenähnlich" verhält, auch als V-FET (Vertical FET) gebaut, als JFET (Sperrschicht (bzw. Junction-) FET) und danach als MOS-FET. Diese gibt es als N-channel und P-channel Typen; sowie bei beiden Enhancement- (Anreicherungs-) und Depletion-(Verarmungs-) Typen. Erstere sperren ohne Signal, letztere leiten ohne Signal.

Man kann sich vorstellen, was für ein Wildwuchs an Bezeichnungen entstanden wären bei den wohl mehr als hundert tausend verschiedenen Arten und Werten von Halbleiter-Bauelementen.
Nach den ersten Jahren hat man sich in den USA und Japan je zu einem verschiedenen Bezeichnungsschema geeinigt: Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC).
Japanese Industrial Standard (JIS). Dazu gibt es das Schema «Pro-electron» und zahlreiche proprietäre Bezeichnungen, wo Firmen die Art des Transistors nicht offenlegen wollten, damit man bei ihnen beziehen muss. Die Bezeichnungen findet man in Vergleichsbüchern - oder auch hier.

Integrierte Schaltkreise
Es blieb nicht beim Transistor. Texas Instruments liess im Februar 1959 durch Jack Kilby das erste Solid State IC patentieren und im Oktober war das erste Germanium-IC fertig. Im Dezember 1963 kam das erste Hörgerät mit IC auf den Markt und 1966 der erste Fernseher, KCS153X von RCA sowie das erste IC-Radio, P1740 von General Electric. Ausserhalb der USA sind die ersten IC-Radios Modell IC2000 von Philips sowie ICR-100 und ICR-200 von Sony. Interessante Erklärungen dazu finden sich in der Funkgeschichte Nr. 86 (1992) von Otto Künzel, der dort auch auf den TV "Sevilla" von Blaupunkt eingeht (Vorstellung Hannover-Messe 1967). Das wäre also einen speziellen Beitrag wert ... 

Weiter patentierte 1971 Gilbert Hyatt von Micro Computer Co. den Mikroprozessor und Ted Hoff von Intel stellte im Februar den 4-bit-Prozessor 4004 mit immerhin 2300 Komponenten vor. 1969 startete man das ARPANET, den Vorgänger von Internet. So sehen wir vorher unvorstellbare Anwendungen innert 20 Jahren kommen. Auch Windows und die Maus waren da nicht weit weg: Eine Entwicklung von Xerox inkl. Ethernet-Karte für das Netzwerk - 1974. 1975 konnte man den Altair kaufen, den ersten «Personal Computer» - als Bausatz - und Steve Jobs und Steve Wozniak brachten im Jahr darauf den ersten Apple. Erst 1981 kam IBM (in den USA, Europa 1982) mit dem «Personal Computer» auf den Markt.

Frühe praktische Anwendungen mit Transistoren 
Klar war das erste Ziel, viel stabilere und bessere Telefonverstärker zu entwickeln. Dies hat man in Frankreich mit dem "Transitron" erstmals praktisch realisiert, Bell Telephone System, kam im Oktober 1952 mit Punkt-Kontakt-Transistoren zu transistorisierten Telefoneinrichtungen (Englewood, New Jersey). Nachtrag: Siehe auch diesen Text in Englisch vom Februar 2011 inkl. diesem PDF sowie den Text in Französisch.

Klar war auch, dass man mit dem Transistor bessere Computer bauen könnte. Röhren haben eine kürzere Lebensdauer und einen viel grösseren Stromverbrauch, also hohe Wärmeabgabe. So brachte IBM 1953 mit dem Modell 604 und 1957 mit dem Modell 608 erste transistorisierte Computer. Da kostete eine Röhre 75 cents und ein Transistor 8 $.

Gemäss Hannon Yourke, dem Entwickler der ECL-Technik (emitter coupled logic) bei IBM benutzten 1959 die IBM 7090 und 1961 die Stretch seine neue Technik. Zumindest die legendäre IBM 1401 von 1959 hatte eine Art IC's, in Form von je nur einigen Transistoren pro IC, während bei der IBM 608 noch je 6 Transistoren, frei in Sockel gesteckt, eine Karte belegten. Der Sache war noch nicht ganz zu trauen. 

Hörgeräte
Besonders Hörhilfen konnte man mit Hilfe von Transistoren sofort wesentlich kleiner konstruieren und die Betriebskosten massiv senken. Zenith ist gemäss Geschäftsbericht im Oktober 1953 mit der transistorisierten, röhrenlosen Hörhilfe Royal-T auf den Markt gekommen. Davor war es wohl Maico mit "Transist-Ear" (März 1953) mit 3 CK718 von Raytheon. Der erste Hybrid kam Ende 1952 von Sonotone für 229.50 $ auf den Markt. Der Transistor war von "Germanium Products Corporation" gebaut.

Allgemein suchten die Lizenznehmer aber noch nach Anwendungen für Massenware. Besonders für die kleine Texas Instruments waren die Lizenzgebühren von 25'000 Dollar - zum damaligen Wert - eine Ausgabe, die man wieder einbringen musste. Grundsätzlich konnte man Röhren ersetzen, doch nicht für höhere Frequenzen. Zudem war der Transistor noch sehr teuer - und man benötigte oft mehr Transistoren als Röhren für eine Aufgabe. Viele Details zu ersten Transistoren, Anwendungen und zur Entwicklung gibt es hier in Englisch.

Transistor-Empfänger
Das Radio war für einige Jahrzehnte das publikumswirksamste Produkt mit Transistoren - und bleibt es auch, wenn man die Handys (Mobiltelefon, Cell-Phone) mit einbezieht. Bei Handys (und PCs) arbeiten jedoch bis zu Millionen von Transistoren in einem Gerät!

Prototypen machen den Anfang
"Natürlich" hatte man 1948 ein Experimentier-Radio mit Transistoren vorgeführt. Andere Entwickler taten das ab Ende 1949, denn eine Ausgabe von Januar 1950 von "Radio and Television News (magazine)" zeigte mit "Crystal Reciever with Transistor Amplifier" (R. Turner) Konstruktionsdetails mit drei CK703 (Audion, 2 NF-Stufen). Auch im Mai und Juni gab es Veröffentlichungen und der CK703 war auch am Markt zu 18 $ erhältlich. Trotzdem schreibt Wikipedia: "Mataré gründete 1951/1952 die Firma Intermetall in Düsseldorf, der weltweit ersten Firma, die Dioden und Transistoren anbot." - nur die erste Aussage stimmt ...

Die Entwickler von Bell Labs schenkten 1950 dem bekannten Karikaturist Chester Gould ein in der Freizeit gebautes Muster eines "Transistor-Armband-Radios", um zu zeigen was möglich ist. Und andere Firmen? Texas Instruments zeigte 1952 erste Muster von Transistorradios und die Elektronik-Hefte waren 1953 voll von Bauvorschlägen mit dem günstigen CK722 - z.B. Februar 1953 in "Radio Electronics Magazine". In Deutschland zeigt Intermetall 1953 an der Düsseldorfer Radio-Messe ein Probemuster ohne Gehäuse - was heute im Internet als "erstes Transistor-Radio der Welt" herumgeistert ....

Erste Transistorradios in Serienproduktion
Da gab es einen eindeutigen Vorreiter, Regency (USA). Als nächste sind zu nennen Raytheon 8TP bzw. 8TP1 etc. und eine kleine Firma, die voll auf die neue Möglichkeit setzte, Sony (Japan). Für Reiseradios konnten sich auch teure Transistoren schnell rechnen, denn Transistoren sind viel kleiner - vor allem benötigen Röhren grosse Energien für die Heizung der Kathode.

Die Lizenznehmer suchten nach Anwendungen für Massenanwendungen, also entstanden früh schon Projekte und Muster für Radios - einige kamen zur Serienreife. TI fand eine kleine Firma, die bereit war, mit TI-Transistoren ein Transistor-Radio zu realisieren. Allerdings hat Regency nach dem Bau von einigen Mustern auf ihren eigenen Bauplänen bestanden. Das Gerät kam am 18. Oktober 1954 als Regency TR-1 (TR1) auf den Markt. Es verwendet vier Germanium-Transistoren und misst 12,5 cm (5 x 3 x 1,25 Zoll). Eine 22,5-Volt-Batterie spendet mehr als 20 Stunden Musik, während teurere Batterien einem Röhrenradio nur einige Stunden Musik entlockten. TI hatte ihren Publikums-Aufhänger und konzentrierten sich auf transistorisierte Taschenrechner.

Regency baute bis 1960 (TR-99) Transistorradios. Vom TR-1 (TR1) gab es immerhin mehr als 100'000 Stück. Die Empfangs- und Wiedergabe-Eigenschaften waren viel schlechter als beim im Februar 1955 auf den Markt gekommenen Raytheon 8TP-1 zu 80 $ mit acht Transistoren. Bald folgten Zenith mit Royal 500, Emerson mit 842, RCA mit 7-BT-9J und 7-BT-10K sowie z.B. General Electric mit Modell 675 und 676 von 1955. Philco nennt 1956 sein erstes Transistorradio T-7-124 (T-7), im gleichen Jahr ist es für Motorola der 56T1Diese Kleingeräte machten die Jugend in der Rock and Roll-Zeit unabhängig vom Apparat der Eltern.

Erstes voll transistorisiertes Autoradio war gemäss Reklame Philco Mopar 914-HR.

Ein ganz kleiner Tonbandgeräte-Hersteller in Japan, Tokyo Tsushin Kogyo, gegründet von Ibuka und Akio Morita arbeiteten nicht viel später als Regency an einem Transistor Radio. Da sie dabei vor allem an den amerikanischen Markt dachten, suchten sie nach einem dort aussprechbaren und ansprechenden Namen. «Sonny Boy» nannte man dort in dieser Zeit junge erfolgreiche Amerikaner, also fand man 1958 den Kunstnamen SONY. Die 1946 gegründete Firma hiess also noch "Tokyo Telecommunications Engineering Corporation" - wir fassen aber unter Sony zusammen. Der Sony TR-55 kam zu $ 49.95 in 7 verschiedenen Farben im April 1955 auf den Markt plus in einigen Kleinauflagen in besonderen Farben. Der TR55 kam eigentlich nur in Japan zum Verkauf und der Nachfolger aus Holz, der TR-72 vor allem in Kanada (Gendis). Das dritte Modell, Sony TR-6 verwendete als erstes den Mitsumi Drehkondensator.

Erst im März 1957 gibt es einen wirklich kleinen und viel verkauften Apparat, den TR-63 mit noch kleinerem Nachfolger, dem TR-610. Der TR-610 verkaufte sich nahezu eine halbe Million Mal. Sie kennen die weitere Geschichte von SONY und die der Transistorgeräte, denn auch bei den Heimradios kamen etwa 10 Jahre danach mehr und mehr die Transistoren auf und danach auch bei den Fernsehempfängern, wo nun nach und nach auch die Bildröhre verschwindet. Es ist zu beachten, dass es auch andere frühe Transistorradio-Hersteller gab.

Nachtrag 6. Aug. 2012: Link zu Artikel in Englisch. 7.3.13: Erstes voll transistorisierte Autoradio. Nachtrag Bilder zu 1948 eingebracht (3.9.19)

This article was edited 14.Oct.19 16:19 by Ernst Erb .

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Im Post 1 haben wir gelesen, dass vor allem grosse Firmen wie Siemens einer der 26 Lizenznehmer von Bell Labs waren. Trotzdem hatten damals kleine Firmen wie SONY die Nase bei Massenanwendungen die Nase vorne. Hier geht es aber um den Transistor selbst, weniger um Transistor-Anwendungen.

In der Funkschau Nr. 14 von 1950 kann man nachlesen, wie die Sicht dazu dann noch war. Ralf Keil hat im Forum gefragt: "Wie heisst der 1. deutsche Transistor?" und Günther Stabe antwortete mit einem Link auf eine englischsprachige Seite, wo ein Rudi Herzog gemäss seinem Vortrag im 2001 zitiert ist. Den Beitrag finde ich so gut, dass ich die wichtigsten Punkte für die Leser ohne Englischkenntnisse hier frei übersetze:

Der Punkt-Kontakt-Transistor "Rost GT10" aus 1952 ist der erste in Deutschland hergestellte und in (kleinen) Stückzahlen verkaufte Transistor. Dr. Rudolf Rost betrieb ein kleines Elektronik-Laboratorium in Hannover und war trotzdem der Pionier der ersten Stunde in Deutschland.

Dr Rost brachte im Februar 1952 die ersten in Deutschland fabrizierten Transistoren GT10, GT20 und GT30 auf den Markt und stellte sie im Mai an der Hannover-Messe dem Publikum vor. Doch eine Massenproduktion wurde nicht daraus. Die Süddeutsche Apparate Fabrik SAF in Nürnberg war mit dem VS200 - ebenfalls als Punkt-Kontakt-Transistor - gegen Ende 1952 auf den Markt gekommen. Die Firma war mit Kondensatoren, Widerständen etc. gut bekannt. Jedenfalls Anfangs 1953 konnte SAF VS200, VS220 und VS221 in Stückzahlen liefern.

Im Mai 1953 stellte das Laboratorium Dr. Rost an der Hannover-Messe einen "Oszillator-Transistor" bis 10 MHz als G2T vor. Weiter unten spricht Herr Herzog aber davon, dass erst 1957 ein erster Deutscher Transistor für HF-Zwecke auf den Markt kommt. Telefunken zeigte an der selben Messe Labor-Exemplare von Transistoren für die Radio-Industrie und Siemens & Halske gab bekannt, dass sie ebenfalls an Transistoren arbeite.

Im Oktober 1953 bringt der Hörgerätehersteller Wendton mit dem Wensistor 530 eine Hörhilfe als Hybrid auf den Markt, enthaltend zwei Röhren DF64 und einen Transistor, doch war noch keine deutsche Firma in der Lage, einen geeigneten Transistor zu liefern, weshalb das Gerät einen CK718 von Raytheon enthielt.

Im November 1953 sind folgende Transistoren aus Deutschland bekannt: Intermetall GSN1 und GSN2, die GT10, GT20 und GT30 vom Dr. Rost Laboratorium, VS200, VS220 und VS221 von SAF. Man ist sich nicht sicher, ob die TS13 und TS33 von Siemens Eigenprodukte waren oder umgestempelte frühe Transistoren von Western Electric, USA. Jedenfalls waren das alles noch Punkt-Kontakt-Transistoren. An anderer Stelle spricht Rudi (wohl Rudolf Herzog, ein absoluter Kenner der Materie in Deutschland) von Markteinführung der TS13 und TS33 von Siemens für März 1954.

Im April 1954 zeigen sowohl Siemens mit TF70 und TF71 (je npn), Telefunken mit OC601 und OC602 (je pnp) wie auch Valvo mit OC70 und OC71 (beide pnp) erste Flächentransistoren, die man ab Juni ausliefern kann.

Im Mai 1954 gibt Telefunken in Ihrer Hauszeitschrift bekannt wie man Transistoren entwickelt und anwenden kann. Im Oktober kommt Valvo mit dem ersten deutschen Last-Transistor für Endstufen (4 Watt) als OC15. Das ist der gleiche Monat in dem in den USA das erste Transistor-Radio auf den Markt kommt, der TR-1 von Regency. Spät im Jahr 1954 geben Valvo und Mullard die Typen OC50 und OC51 frei und man ist sich nicht sicher ob bei Mullard oder bei Valvo fabriziert. Nicht unmöglich ist auch ein Import aus den USA, da gleiche Form wie bei TS13 und TS33.

1955 kommen nur noch Flächentransistoren neu auf den Markt, nämlich Telefunken OC603 und OC604, TKD (TeKaDe) mit GFT20, Valvo OC72, verbesserte OC70 und OC71, SAF OC110, OC120 und OC130, Siemens TF65 und im Herbst kommen OD604 von Telefunken, X-125, X-122 und X-120 von Intermetall und Siemens mit TF75 und TF85, doch noch sind keine HF-taugliche deutsche Transistoren auf dem Markt.

1956 zeigt die DDR erste eigene Transistoren an der Leipziger-Messe als OC811 und OC812 und im Herbst 1956 kann Deutschland erste Transistoren für die Zwischenfrequenz-Verstärker vorstellen als OC45 von Valvo und OC612 von Telefunken. Dazu kommt im Dezember mit dem OC604 spez. von Telefunken ein Endtransistor für 50 Milliwatt Ausgangsleistung.

Schliesslich erscheint im Januar 1957 der OC44 von Valvo und OC613 von Telefunken für HF-Applikationen. Transistor-Radios: Akkord kommt mit Peggie etwa drei Wochen früher heraus als Telefunken mit dem Partner. Für Hörhilfen bringt Valvo Subminiatur-Transistoren OC65 und OC66. Telefunken kündigt den OD605 als Endtransistor für 15 Watt an. SAF (Howaldtswerke) und Dr. Rost geben die Produktion auf.

Nachtrag vom 20.8.08 = mehr Verlinkungen.

This article was edited 20.Aug.08 14:40 by Ernst Erb .

Ernst Erb
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TR1 von Telefunken ist das erste in Deutschland in Serie fabrizierte Transistorradio, doch wurde es nicht verkauft, sondern für Testzwecke an geeignete Personen verschenkt. Jahre davor gab  es Prototypen - wie oben beschrieben. 

An der Deutschen Industriemesse in Hannover im Mai 1957 kamen dann zwei erste Taschenradios auf den Markt, Peggie von Akkord und Partner von Telefunken. Durch eine Veröffentlichung im Heft Radio Mentor Nr. 4 vom April 1957 und die Präsentation des 5-Transistor-Empfängers "Peggie" im "Abendtaschenformat" an der Deutschen Industriemesse in Hannover im Mai 1957 hat Akkord der Firma Telefunken die Show gestohlen - vor allem weil Peggie auch sofort lieferbar war. Siehe dazu FG Nr. 113 Seite 116 im Beitrag von Gerhard Bogner. Ein Zitat daraus:

"Der Produktionsbericht vom September 1955 führt unter der Pos. 57 ein "Transistorgerät" in einer Auflage von 100 Stück an. ... Wegen fehlenden Fachpersonals im Prüffeld musste die Auslieferung auf Oktober 1955 verschoben werden. Da ein vergleichbares Konkurrenzgerät auf dem Markt nicht in Sicht war, sah der Vertrieb kein Problem darin, die Vorstellung des ersten Volltransistor-Empfängers aus deutscher Fertigung auf den Termin der nächsten Deutschen Industriemesse in Hannover im Jahr 1956 zu verschieben. Erstmals vorgestellt hat Telefunken den hübschen Rundfunk-Empfänger im "Hosentschenformat" auf der Messe im Mai 1956. ... Das Gerätchen hatte nur einen Nachteil: man könnte es nicht kaufen!" Man darf annehmen, dass Telefunken zuvor aus fremden Teilen im Ausland existierender Kleinstradios Handmuster als Studien gefertigt hatte. Gerhard Bogner schreibt noch, dass der Zenith Royal 500Y gemäss Consumers Report vom Mai 1956 als am Besten beurteilt wurde.

Partner 1 kam übrigens in ersten Auflagen 1957 mit Lochblech auf den Markt. Das ist also eine seltene Variante. Der Partner von Telefunken - oder nachträglich "Partner I" genannt, hat folgende Transistoren: OC613, 2× OC612, OC604, OC604spez (Eintakt-Endstufe!). Die gleiche Bestückung hat auch der folgende Partner (Normalserie). Am Partner II von 1958 ändert sich wenig.

Siehe auch diesen Beitrag "Taschenradios - 1958 sind Taschenradios gross in Mode" von Boris Wilke.

Grundig stellt schon 1954 mit Grundig Mini Boy ein möglichst kleines Gerät her und verwendet dafür die Subminiaturröhren 1V6, 1AH4, 1AJ5 und 1AG4.. Das Mass ist 160 x 90 x 40 cm. 1956 bringt Grundig Hybrid-Radios mit Röhren und OC72 und OC76 als Endstufe mit Grundig Transistor-Boy L und T. Das setzt sich fort im 1957 mit Grundig Transistor-Boy 57 und Grundig Teddy-Boy T mit 5 Transistoren und 5 Röhren. Noch 1958 kommt ein Hybrid von Grundig mit Drucktasten-Transistor-Boy 58E - doch auch ein echtes Transistorradio, Grundig Transistor-Box 59 und auch ein kleines Modell als Grundig Taschen-Transistor-Boy und den Grundig Transistor-Luxus-Boy.

Im Jahr 1957 sind in Deutschland aber noch weitere Radios mit Transistoren auf den Markt gekommen: Z.B. bringt Blaupunkt mit dem Autoradio Bremen TR einen Hybriden aber auch ein Tischmodell Blaupunkt Capri de Luxe 2572 als Hybrid. Mit Bambi bringen sowohl Lorenz wie auch Schaub 1957 einen Hybriden - mit 2 Röhren und 4 Transistoren. Radio Rim Trabant 58 ist 1957 ein Begriff für Bastler für ganz einfache Transistorradios als Audion - nach Grille 57 als NF-Verstärker mit Transistoren. Auch Südfunk bringt einen Hybrid Portable, doch kennen wir das genaue Datum nicht. Wer weiss mehr darüber?

1958 kommen weitere Transistorradios auf den deutschen Markt:
Tefi-Apparatebau bringt den Batteriekoffer BA KC1/KoBA mit 7 Transistoren inkl. Schallband-Spieler.
Das Mira Bambi von MIra Electronic Nürnberg können wir nicht sicher datieren, vermuten aber 1958. Es ist ein Bausatz oder Fertig-Transistor-Radio mit einer Diode und einem Transistor. Bambo hat zwei NF-Stufen für Lautsprecher-Betrieb., während Mucki den zweiten Transistor im HF-Teil verwendet. Auch der Neckermann-Versand KG bietet 1958 mit Neckermann 6TR-188 ein Transistorradio an, das aber von Toshiba in Japan hergestellt ist. Ähnlich wird es mit dem Transistor Six 805 von Neckermann sein. Philips bietet  mit dem Paladin 484 ND484VT ein Hybrid-Autoradio mit den Niedervolt-Röhren (z.B. ECH83) und Transistor-Endstufe an.

1959 wird die Liste lang ...

Ernst Erb
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18.Apr.08 22:06

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Reply  |  You aren't logged in. (Guest)   4 Die ersten Transistoren in einer Technik, die stabil war, also die Flächentransistoren (im Gegensatz zu den Punktkontakttransistoren) hatten das Problem, hohe Frequenzen nicht zu schaffen. So entstanden zuerst Radios, deren Endstufe Transistoren aufwiesen, dann Volltransistors für MW - bald auch für KW, doch die Barriere für UKW bestand ca. 4 Jahre.

Ab  1957 gab es Transistoren, die manchmal auch UKW schafften. Ein Beispiel sind die beim Prototypen eines volltransistorisierten UKW-Empfängers von Graetz verwendeten Transistoren 2N247 (gf nur 30 MHz). Der Prototyp wurde im Sommer 1957 in der Fachpresse besprochen, so auch in der Funk-Technik Nr. 15 aus 1957, Seite 506. Es hatte sich aber gezeigt, dass an eine Serienfertigung nicht zu denken war - von 5 Transistoren waren 4 für UKW ungeeignet.

Erst 1958 waren offensichtlich taugliche UKW-Transistoren in Stückzahlen erhältlich.
Diese hat dann SONY zum Modell TFM-151 von 1958 benutzt - nach meinen Recherchen das erste serienmässig hergestellte UKW-Transistorradio. "Natürlich" war auch das Mittelwellenband vorhanden. Das markiert auch die Übernahme der Märkte für Transistorempfänger durch die Japaner. Das Modell wurde ausschliesslich für den Export hergestellt (möglicherweise nur für die USA). Die Transistoren 2T201 und 2T203 (diffusionslegiert) mit fg 100 MHz waren für den Einsatz gerade noch tauglich. 1959 gibt es einige Modelle für UKW - der Siegeszug der Transistoren war nicht aufzuhalten. Japan gelang es mit verschiedenen Innovationen (z.B. spez. Drehko) federführend zu sein und sogar die Märkte so ziemlich zu übernehmen, bis die Produktion auch dort in Billigländer abwanderte.

This article was edited 19.Apr.08 23:24 by Ernst Erb .

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06.May.08 20:22

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Reply  |  You aren't logged in. (Guest)   5 Thomas Günzel hat die grosse Arbeit unternommen, einen interessanten Beitrag über das Thema "Transistoren und ihre Fertigung" zu digitalisieren und als PDF zu veröffentlichen. Der Beitrag stammt aus "ETZ Elektrotechnische Zeitschrift" 1955 und beleuchtet die Fabrikation, wie sie in den 50er Jahren funktionierte. Autor ist Johannes Malsch (Prof. Dr. phil.), damals Leiter der Halbleiter-Entwicklung bei Telefunken. Wir danken der ETZ-Redaktion für die Genehmigung.

Im Beitrag sind mehr als ein Dutzend Bilder enthalten. Eingegangen wird auf die Transistor-Bauarten jener Zeit (Spitzen-Transistor und Flächen-Transistor) mit Schilderung der physikalischen Vorgänge im Transistor und der Probleme beim Transistorbau. Vor allem der 50 mW-pnp-Typ OC602 wird behandelt, im Aufbau ein Legierungs-Transistor. Dieser Transistor kam 1955 zum Einsatz beim ersten serienmässig in Deutschland hergestellten Transistor-Radio. Dieser TR1 wurde allerdings zu Testzwecken verschenkt, nicht verkauft. Auch eine Hörbrille war mit diesem Transistor bestückt. Leider kennen wir das Herstelljahr nicht dazu. Vielleicht wissen Sie mehr (und weitere frühe Hörhilfen mit Röhren oder Transistoren?) und verwenden als Gast das Kontaktformular?
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27.May.08 17:54

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Reply  |  You aren't logged in. (Guest)   6 Es ist erstaunlich wie rasch der Transistor einen breiten Markt für Transistorempfänger fand - und wie schnell man den Transistorempfänger erfinderisch in allerlei Dinge einbaute oder einfachste Apparate baute, wie z.B. dieser Transistor Detektor TDA aus Wien mit EINEM Transistor oder Sissi und Mucki mit 2 Transistoren und einer Diode.

Die Kleinheit und der geringe Stromverbrauch machten es möglich, Radios in jeder Situation zu hören. Überrascht hat mich z.B. diese Radiobrille von 1961 der Firma Elektro Kadett-Apparate GmbH Berlin. Verwendet sind die Transistoren 2SA156 (Markteinführung 1959), 2SB112 (Markteinführung 1957) und 2SB117 (markteinführung 1958). Das ist natürlich kein Superhet, sondern ein Audion mit 2 NF-Stufen  - und ohne Rückkopplung. Das Sammeln von solchen alten Exoten hat einen besonderen Reiz, wie auch die Reklame-Radios. Auch heute noch werden solche Gadgets wie Armbandradios, Design-Radios, spez. Uhrenradios etc. hergestellt, doch meist als FM-Empfänger mit automatischem Scan, also einfachster Bedienung.

Hoffentlich setzt ein Spezialitäten-Sammler diesen Beitrag zu Transistor-Radios fort.
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17.Jan.09 19:38

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In Grossbritanien (UK) kommt das erste Transistorradio im Juni 1956 durch PYE für Pam (Pamphonic) gefertigt als Pam Modell 710 auf den Markt. Die 8 Transistoren sind von "Newmarket Transistors Ltd." fabriziert, einer Firma, die zu Pye gehörte. Im Januar 1957 lanciert Pye zudem ein Transistor-Radio unter eigenem Namen, als Modell 123 bzw. P123BQ, später P123BQ/R.

In Frankreich bezeichnet man als erstes Transistor-Radio (1956) "Solistor Transistor 8" von Clairville, Paris, den wir aber mit 6 Transistoren und 2 Dioden führen.

Werde ich von Fall zu Fall weiter führen.

This article was edited 23.Jan.09 16:21 by Ernst Erb .

Thomas Günzel
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In der Elektronik 26/1997 erschien ein Artikel zum 50ten Geburtstag des Transistors.

Dank der Hilfe von Herrn Heyl hat uns der Weka-Zeitschriftenverlag diesen Artikel zur Veröffentlichung im Radiomuseum zur Verfügung gestellt.

 

Als im Jahre 1947 -- einen Tag vor Weihnachten -- in den USA eine kleine Gruppe von Wissenschaftlern zum ersten Mal die neueste „Erfindung“ ihrer Kollegen John Bardeen und Walter Houser Brattain betrachteten, da dachten sie wohl kaum daran, daß dieser Tag ähnliche Auswirkungen auf die Menschheit haben würde wie der Tag des Jahres 1769, an dem James Watt zum ersten Mal eine Urform seiner Dampfmaschine präsentierte. So wie die Erfindung der Dampfmaschine von Historikern als Beginn des Industrie- Zeitalters gilt, markiert die Entwicklung des Transistors am 23.12.1947 den Beginn des Informations- Zeitalters, also den Beginn unseres Zeitalters -- und zwar nicht nur in rein elektronischer Hinsicht.

 

50 Jahre Transistor

 

Ein dickes Dankeschön an die Redaktion der Elektronik

This article was edited 28.Feb.09 21:37 by Thomas Günzel .

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29.Mar.09 20:08

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Es ist erstaunlich, wie rasch sich die Integration von Transistoren, Dioden und Widerstände etc. nach der Beherrschung der Transistoren-Fabrikationstechnik für Gross-Serien realisieren liess. 1966 gab es erste Schaltungen für Radio und Fernsehen..

Otto Künzel hat das Thema über die ersten integrierten Schaltkreise in Solid-State-Technik für die Unterhaltungsindustrie in der Funkgeschichte Nr. 86 so behandelt, dass es quasi die ideale Fortsetzung zu diesem Beitrag bildet. Thomas Günzel hat die Initiative ergriffen und mit Einverständnis den Beitrag "Integrierte Schaltkreise erobern Radio und Fernsehen" digitalisiert, bearbeitet und hochgeladen. Nur dank diesen integrierten Schatlkreisen sind die billigen und sehr kleinen Radios mit automatischem Sendersuchlauf möglich, ganz abgesehen von den Mobiltelefonen. Nur noch um die 100 gramm wiegt heute ein "Handy", das WLAN (mit Skype und Internet), FM-Radio, GPS etc. integriert hat - und man kann mit ihnen sogar telefonieren ;-) Bei den Computern hat sich die gleiche hohe Integration und Miniaturisierung etabliert. Noch ist - zumindest für den Laien - kein Ende dieser Entwicklung abzusehen.  

Hans-Jürgen Neuhaus
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06.Mar.11 16:35

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Allgemeines
 
Die Transistorentwicklung in der DDR hinkte immer etwas hinterher. Auch sie kämpfte außer mit der geringen Ausbeute auch mit der Entwicklung von Transistoren mit höherer Transitfrequenz fT (fT ist die Frequenz, bei der die Kleinsignal-Stromverstärkung β = 1 geworden ist.) sowie mit der Entwicklung von Transistoren für NF-Endstufen höherer Leistung.
So wurden anfänglich aus Mangel an Eigenentwicklungen - insbesondere in den HF- und ZF-Stufen von Radios - ausschließlich Import-Transistoren eingesetzt.
Auch bei Endstufen mit einer Leistung von mehr als 500mW mussten lange Import-Transistoren verwendet werden.
Die Parallelentwicklung von Transistoren und Engeräten führten zu vielfältigen, unterschiedlichen Bestückungsvariationen eines Transistorradio-Typs während seiner Produktionslaufzeit. Zur Verbesserung der Übersicht gab es in „Industriemitteilungen über Transistorempfänger“ eine konkrete Auflistung der Transistorvarianten der ersten Transistor-Radios in der DDR.
 
Anfang 1964 wurden in der DDR neue, eigene Transistor-Bezeichnungen eingeführt mit dem Ziel, aus den Bezeichnungen Art und Verwendungszweck des Bauelements zu erkennen.
Beim 1. Buchstaben steht G für Germanium und S für Silizium; L steht für Lehr- oder Amateur- ( =  verbilligte Bastel-) Typen
Beim 2. Buchstaben steht C für NF-Transistor, F für HF-Transistor, D für NF-Leistungs-Transistor und L für HF-Leistungs-Transistor.
Beispiele:
Aus NF-Transistor OC815 wurde GC115
Aus NF-Transistor LA50 wurde LC815 (= OC815 mit erweiterten Toleranzen - 2.Wahl)
Aus HF-Transistor OC871 wurde GF100
Aus NF-Leistungs-Transistor OC830 wurde GD100
 
Chronologie der ersten Transistor-Geräte in der DDR
 
1957:
Tonor: Transistor-Hörgerät mit 4stufigem RC-gekoppeltem NF-Verstärker
 
1958:
Stern 1: Das erste teilweise mit Transistoren bestückte Koffer-Radio für LW, MW, KW
Es handelt sich um ein Hybrid-Gerät mit einem mit 2 Röhren bestückten HF/ZF-Teil, einem mit 4 (Import-) Transistoren (2 x OC71, 2 x OC72) bestückten NF-Teil sowie einem mit einem (Import-) Transistor OC76 bestückten Gleichspannungswandler zur Erzeugung der Anodenspannung.
Ab Mitte 1959 gab es eine Gerätevariante, die mit DDR-Transistoren bestückt war: 2 x OC811, 2 x OC821 (Pärchen), OC821.
 
1959:
Sternchen: Das erste volltransistorisierte Tascheradio für MW
Anfänglich waren HF- und ZF-Stufen sowie - ausnahmsweise - auch die Endtransistoren mit Import-Tansistoren bestückt.
Transistor-Bestückungsvarianten in den HF-Stufen:
T1 (Mischer): OC44, OC169
T2: (1. ZF) : OC44, OC45, OC169R
T3 : (2.ZF) : OC44, OC45, OC169
 
T100 und T101: Parallel zum Sternchen gab es ab 1961 diesen Taschenempfänger für LW, MW und KW
 
1960:
Stern 2: Das erste volltransistorisierte Kofferradio für LW, MW und KW
Basis dieses Radios war das Chassis des Hybrid-Geräts Stern 1.
Die ZF-Transistoren sowie deren Arbeitspunkt-Beschaltung wurden direkt in die Röhrensockel gelötet. Der Mischtransistor war „fliegend“ in der Tastatur verdrahtet,
Nachfolger war im Jahr 1961 Stern 4.
 
1960:
A100 (Berlin): Das erste volltransistorisierte Autoradio für MW und LW
Neben den HF-Stufen wurde auch die 2,5W-Leistungsendstufe mit Import-Transistoren (2 x OC26) bestückt.
 
1961:
A110: Das erste Autoportable für LW und MW mit Einschubkassette
In der Kassette arbeitet eine 2,5W-Booster-Endstufe mit 2 x OC1016
 
1961:
Rema Trabant T6: Kofferradio für LW, MW und KW
Mit Import-Transistor OC170 im Mischer-Teil; sonst DDR-Transistor-Typen.
 
1962 :
R100: Kofferradio für LW, MW und KW.
Im R100 wurden identische Transistortypen wie im T100/T101 (siehe oben) verbaut.
 
1963 :
Stern 3: Das erste volltransistorisierte UKW-Kofferradio für LW, MW, KW, und UKW
Bestückung des UKW-Teils mit 2 x OC170 - in typischer Basis-Grundschaltung zur Verbesserung der Verarbeitung der hohen UKW-Frequenzen (100MHz).
 
1964:
Stern R111: Koffergerät für LW, MW und KW
Dies ist wohl das erste vollständig mit den „neuen“ GF- und GC-Typen bestückte Gerät.
 
Mitte der 60er-Jahre "normalisierte" sich z.B. mit der Bereitstellung des HF-Transistors GF132 die Entwicklung von DDR-Radios mit eigenen Transistoren auch für den UKW-Bereich. Ein Beispiel ist der Stern 112 aus dem Jahre 1965. 

 

Wolfgang Gebert
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25.Jul.14 14:43

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Die ersten deutschen Silizium-Transistoren

Die Firma Intermetall kündigte Ende August/Anfang September 1956
per Anzeige in der deutschen Fachpresse erstmals Silizium-Flächentransistoren an [1],[2].
Intermetall war damit die erste Firma, die in der Bundesrepublik Deutschland Siliziumtransistoren anbot und herstellte [3].

Intermetall war seit 1955 eine Tochtergesellschaft der US-amerikanischen Clevite Corporation. Clevite sorgte mit beträchtlichem Aufwand für den Aufbau einer modernen Halbleiterproduktion für Flächentransistoren. Es fand ein beträchtlicher Wissenstransfer von der ebenfalls zu Clevite gehörenden Firma Transistor Products zu Intermetall statt [5].

In den USA hatte im August 56 die Firma Transistor Products beim JETEC eine Serie von Siliziumtransistoren angemeldet:
2N260, 2N260A, 2N261, 2N262, 2N262A  
Bei Intermetall bot man nun eine datengleiche Transistorserie mit deutschen Bezeichnungen an:
OC43, OC44, OC45, OC46, OC47
Die Produktion dieser Transistoren erfolgte, nach allgemeiner Ansicht, bei Intermetall in Düsseldorf. Es handelte sich um legierte Flächentransistoren vom pnp-Typ
Die maximal erlaubte Kollektorverlustleistung wurde mit 200mW bei 25°C angegeben, die maximal erlaubte  Kollektorspannung betrug bis zu 75V (OC45/2N261). (Daten aus [4])

Um Namensgleichheit mit den Philips/Mullard/Valvo Transistoren OC45
und OC44 zu vermeiden - diese erschienen zeitgleich bzw.etwas später - benannte man die   OC- Serie um in
OC430, OC440, OC450, OC460, OC470
Die maximal zugelassene Verlustleistung wurde jetzt mit 220mW bei 25°C angegeben

Der Arlt Bauteilekatalog 1957 (mit Redaktionsschluss Novenber 1956)
listet beide Serien OC43... und OC430... (mit unterschiedlichen Preisen!) [6]

Ab dem  Jahr 1958 [7] gab es zusätzlich die OC430T-Serie in einem vergrößerten Gehäuse und mit aufsteckbarer Kühlschelle als
OC430T, OC440T, OC450T, OC460T, OC470T
Die maximale Verlustleistung konnte so weiter erhöht werden [4]


[1] Funktechnik 15/1956 S.658
[2] Funkschau 16/1956 S.454
[3] Richter, Transistor-Praxis 1.Aufl. 1956 S.81
[4] Mende, Kristalldioden- und Transistoren-Taschen-Tabelle, 4.Aufl. 1963
[5] Handel, Anfänge der Halbleiterforschung und -entwicklung RWTH Aachen 2008  S. 202
[6] Walter Arlt Bauteile-Katalog 1957 S.442
[7] Funktechnik 15/1958 S.546

This article was edited 25.Jul.14 16:15 by Wolfgang Gebert .

Heribert Jung
 
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IBM Deutschland Forschung und Entwicklung schreibt;

Technologie

Siliziumtransistor
1958 erfinden Forscher bei Fairchild den planaren Silizium Transistor. Dieser Transistor sollte der technologische Grundbaustein für die gesamte mikroelektronische Revolution der kommenden Jahrzehnte werden.1961 folgt dann der erste integrierte Schaltkreis. Der Startschuss für das "Silizium Zeitalter" ist gefallen.


Integrierter Schaltkreis
IBM beginnt umgehend, die neue Technologie für ihr Zwecke zu erforschen und einzusetzen. Mit SLT ( Solid Logic Technology) , einem Baustein der diskrete Silizium Transistoren und passive Bausteine auf einen ½ Zoll Keramikträger packt , wird der technologische Wandel von der Röhrenelektronik zur Transistorelektronik vollzogen und der Grundstein für das rasche Wachstum der Computertechnik gelegt. SLT wird die Basistechnologie für die /360 Systeme. In diesem Umfeld beschäftigt sich das Entwicklungszentrum weitgehend selbständig mit verschiedenen Forschungsfragen zu Halbleiter- Materialien ( z.B. GaAs ) und später dann mit integrierten Schaltkreisen in Silizium Technologie. Im Jahr 1965 entwickelte das Böblinger Team den ersten integrierten Schaltkreis der IBM , einen 'cross point switch' bestehend aus drei integrierten Bauteilen. Das war der erste Schritt in eine bis heute andauernde einzigartige technologische Evolution.

SLT Karte. Von 4 Modulen (ICs) habe ich die Abdeckung entfernt.

Die kleinen Quadrate mit den 3 Anschlüssen sind die Transistoren.

 

IBM SLT Timeline

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