在硅管一統天下的今天,鍺點接觸二極管早就成了電子圈的“老古董”。
最近看到一組照片,是關于蘇聯新西伯利亞半導體廠的鍺點接觸二極管,型號為Д2Ж(D2ZH)。
以下照片來自德國Richi實驗室,由電路啊點評分析。

這枚冷戰時期的老管子,內部結構比想象中更有講究。

先簡單認認這枚管子。Д2Ж,轉寫過來就是D2ZH或者D2?,是前蘇聯新西伯利亞半導體廠量產的鍺點接觸檢波二極管,屬于經典的D2系列。
這個系列一共分7個耐壓等級,而Д2Ж算是里面的“天花板”,反向耐壓能到150V,在當年絕對是硬貨。
上面印的“1.70”代表的是1970年1月生產,算下來距今已經超過半個世紀了,能完整保存下來,本身就很不容易。
當年主要用在老式電臺、電視機、各種模擬儀表上,還有一些軍規設備的小信號檢波和低頻整流,算不上民用廉價件,屬于蘇聯工業級甚至準軍規標準。

外觀上其實很好認,典型的老式二極管模樣,中間是玻璃管體,兩端封著金屬蓋帽,質感很扎實。

整個封裝結構其實不復雜,采用玻璃筒體,兩端的金屬帽是焊接密封的,能很好地保護內部的核心部件。

引線里面不是簡單的導線,而是套筒加圓柱支架的結構。

鍺片和觸點就承載在這個支架上,這種設計能提升穩定性,也符合當年蘇聯器件“結實耐用”的風格。

核心部件就是那片鍺晶體芯片,小小的方形薄片,邊長大概1.2毫米,厚度至少有200微米。
可能大家對這個厚度沒概念,對比一下OA741二極管,后者的鍺片只有80微米厚,Д2Ж做得更厚,其實就是為了扛住150V的反向耐壓,畢竟耐壓越高,對芯片厚度的要求也越高,這也是它能成為D2系列耐壓天花板的關鍵原因之一。
再看最核心的點接觸部分,用的是鎢絲做的針尖,有些還會摻一點鋁,針尖特別細,直徑大概只有30微米,比頭發絲還要細。

而且這個針尖不是硬頂在鍺片上,而是帶有彈性壓力的,這樣既能保證接觸穩定,還能緩沖因為熱脹冷縮帶來的機械應力。

這里還要提一個關鍵的工藝——電形成處理,拆解的照片里能看得很清楚,針尖接觸的位置有明顯的熔融痕跡,周邊還有因為高溫產生的變色。

這種處理方式是當年蘇聯生產點接觸二極管的常用手段。

好處很明顯,能大幅提升二極管的反向耐壓。

受器件結構本身限制,Д2Ж工作頻率上限僅 100kHz,僅適配低頻檢波與整流場景。
還有一個特別有意思的小細節,這枚管子,從外觀看是全新未使用過的,但鍺片上卻有一道橫貫整個寬度的裂紋。

有分析認為可能是電形成過程的瞬時應力所致,個人偏向于拆解操作帶來的細微損傷,這里無確切定論。
最后補一下原廠的核心參數,對照著拆解的結構看,會更明白它的設計邏輯。
反向耐壓150V,正向平均電流8mA,峰值電流能到25mA,反向漏電流不超過250微安,工作溫度范圍從-60℃到70℃,結電容大概0.2pF,整體就是一枚典型的小信號、高耐壓、低頻鍺檢波管,和它的內部結構完全匹配。
通過拆解這枚鍺點接觸二極管,仿佛看到一整個時代的硬件美學,那種樸素、扎實的設計,放在今天看,依然很有味道。