По следу диода Д1 или совершенно секретно (продолжение)
Чечнев Андрей
За время, прошедшее с публикации истории о создании первых полупроводниковых приборов в нашей стране у меня появилась дополнительная информация по германиевым диодам.
Диоды Д1 послужили основой для производства на заводе № 382 («Плутон») сборки из двух подобранных по параметрам диодов, для применения в дискриминаторах телевизоров и подобном. Назвали прибор ДК.
Впоследствии, ту же функцию будет выполнять прибор ГД404. (Фото 1, 2)
Фото 2
Стремление улучшить электрические параметры диодов Д2, ещё в начале их серийного производства, привело к созданию групп с буквами от «К» до «Р». Они отличались повышенным прямым током ценой уменьшения частотного диапазона работы, благодаря технологии вплавления в кристалл контактной иглы, покрытой индием.
В начале 1956 года, профильные институты интенсивно начали искать возможности уменьшения массы и увеличения надёжности электронной аппаратуры зенитных снарядов и баллистических ракет в целях повышения обороноспособности нашего государства.
Страна делала первые шаги к освоению космического пространства. В этой связи появилась необходимость в разработке малогабаритных и устойчивых к внешним факторам радиодеталей. Перед НИИ-35 была поставлена задача по разработке приборов по профилю предприятия, способных выдерживать большие перегрузки. В рамках выполнения НИР «Орбита» А.Н. Пужай разработал Технические условия и приступил к созданию технологии производства диодов в корпусе как у Д1, но с предсказуемыми, стабильными параметрами и характеристиками как у Д2 или лучше – где также он решил использовать индированную иглу для точечного контакта с кристаллом. Но в середине 1956 вышло постановление Совета Министров СССР о передаче лаборатории точечных диодов (номер 2) вновь образованному НИИ-311, будущему заводу «Оптрон», вместе со всем персоналом и работы по теме неожиданно затянулись.
Таким образом, Александр Никифорович в начале 1957 года уже был сотрудником НИИ-311 и работу над Д9, как и Д10, Д11—Д14, Д101 уже заканчивал там. Дальше основной его специализацией стали СВЧ детекторные и смесительные диоды.
Выпрямительные ДГ-Ц21—ДГ-Ц27 в результате модернизации корпуса и технологии изготовления (ОКР «Калибр») с 4 квартала 1956 года стали называться Д7. (Фото 3)
Работа по модернизации диодов была проведена на Томилинском электровакуумном заводе, где и были налажены первые выпуски.
В НИИ-35 30 сентября 1957 года Главным конструктором В. Голденбергом на основе работы Пужай А.Н. (НИР «Вентиль) была закончена опытно-конструкторская разработка (тема «Паром» ) по мощным германиевым диодам, Д302 – Д305. (Фото 4).
Фото 4
Как видим, сначала обозначение диодов отличалось от привычного для нас. К концу года на опытном заводе было произведено 10000 штук таких приборов.
Не могу сразу начать рассказ про создание приборов на основе кремния, поскольку к разработке как кремниевых приборов, так и германиевых имели отношение ещё две организации, помимо ОКБ-498 и НИИ-35.
Это Ленинградский физико-технический институт (ЛФТИ) и СКБ-245, будущий НИЦЭВТ из Москвы.
Вместе, они, начиная с 1954 года, занимались научно-исследовательскими работами по германиевым диодам, диодам получившим название слоистых, плоскостных, по современному. В результате, ЛФТИ – СКБ-245 в содружестве с НИИ-35 выполнив ОКР по теме «Выпрямитель» создали, плоскостные силовые диоды Д1 и Д2. Производство их было организовано на опытном заводе 498 (Старт). К концу 1955 года было изготовлено 30000 штук немного под другим обозначением СД1 и СД2. Параметры их для меня остаются загадкой, особенно термин «силовые» (Фото 5, 6)
Фото 5
Фото 6
Вот в этом, видимо, и кроется причина путаницы в присвоении порядковых обозначений германиевым точечным диодам ДГЦ-С (Д1) и ДГЦ-стекло (Д2).
Из приведённых фотовырезок можно это понять. (Фото 7) ГОСТ 5461-56 ещё не был создан, а все вышеуказанные изделия уже были.
Фото 7
Рассказ про германиевые диоды может оказаться неполным, если не написать о попытке СКБ-245 создать для своих вычислительных (математических) машин опытную партию германиевых точечных диодов под названием Д4. Упоминание о них есть в техническом описании первых вычислительных машин «Урал» от 1955 года. Параметры и стабильность этих приборов была таковой, что, судя по найденному документу, датированному июлем 1956 года (фото 8), в серийно выпускаемых вычислительных машинах они не применялись. Что и не удивительно, поскольку диоды ДГ-Ц4 и другие уже прошли обкатку временем и хорошо себя зарекомендовали.
В документах также встретились диоды Д5, КД-1 и КД-2 всё тех же разработчиков. Но кроме упоминания о них более ничего найти не удалось на данный момент. (Фото 9)
Фото 9
Попробую окончить повествование о германиевых приборах и СКБ-245 на оптимистичной ноте. Поэтому сообщаю, что первым широко применяемым фотодиодом, стал разработанный в этой организации в 1958 году германиевый ФД-1, долго и успешно выпускавшийся на заводе «Сапфир». (Фото 10)
Фото 10
Кремний
Традиционно вспомним военных разработчиков из НИИ-885.
Конечно же, они были недовольны небольшим температурным диапазоном работы германиевых приборов, в том числе и транзисторов, и требовали срочно его расширить.
Они беспрерывно напоминали в каких только можно инстанциях о своих требованиях к полупроводниковым приборам.
К концу 1955 года, организациями ЛФТИ вместе с СКБ-245 и НИИ-35 независимо друг от друга были выполнены научно-исследовательские работы по теме «Ваза». Работа заключалась в создании кремниевых выпрямительных диодов со скромными параметрами, но с максимальной рабочей температурой 100 градусов. (Фото 11)
НИИ-35 предъявил Государственной комиссии 100 штук изготовленных диодов с превышением технического задания. Работа была одобрена.
А вот СКБ-245, как изготовитель, не смог на тот момент воплотить в изделия требования заказчиков, и, в итоге, в ОКР пошли диоды, сделанные Александром Никифоровичем Пужай. Он был Главным конструктором темы по кремниевым диодам от НИИ-35.
Вместе с тем, Государственная комиссия, изучив результаты работы, проведённой ЛФТИ и СКБ-245, приняв во внимание их доводы о плохом качестве кремния (низкое объёмное сопротивление), с которым пришлось работать, рекомендовало продолжить исследования по изучению свойств приборов, не отвечающих требованиям военных, но неожиданно получившихся с обратной вольтамперной характеристикой стабиловольтов. Такое вот начало у стабилитронов было… Забавно, не правда-ли?
Такие работы были продолжены в НИИ-35 по темам «Пальма» (Фото 12),«Панно» (Фото 13) и в феврале 1958 года было выпущено 1646 штук Д808 – Д813. (Фото 14)
Фото 14
Другим следствием неудачной попытки создать плоскостные кремниевые диоды для своих счётно-аналитических машин тандема ЛФТИ—СКБ-245, была работа по получению диодов с очень маленькими обратными токами, – НИР «Парча» получившая воплощение в диодах Д225, также созданных в НИИ-35. (Фото 15, 16)
Фото 15
Фото 16
Точечные кремниевые приборы, Д101—Д103 появились точно также, как и Д9, в ходе выполнения работ по теме «Орбита». Работы начались в 1955 году в НИИ-35, а были закончены, к концу 1956 года, в НИИ-311. (Фото 17, 18)
Фото 17
Фото 18
Лаборатория плоскостных выпрямительных диодов была переведена в НИИ-311 только в 1959 году, следовательно, опытное производство установочных партий диодов происходило на будущем «Пульсаре».
Диоды типа Д206 – Д211 появились благодаря НИР «Линза» и ОКР «Нева», законченных в третьем квартале 1956 года. Главное было создать прибор с прямым током не менее 100 миллиампер и сохраняющем работоспособность при обратном напряжении не ниже 150 вольт и температуре 100 градусов.(Фото 19, 20)
Фото 20
Первым, относительно сильноточным, получился Д201, созданный в начале 1957 года с прямым током в 400 мА. (Фото 21, 22)
Фото 22
После приобретения необходимого технологического опыта были созданы приборы Д214 и Д215 (фото 23)., разработанные в 1958 году по теме «Предлог». Конечно, сначала их выпуск был налажен на опытном заводе НИИ-35, в 1959 году было сделано 700 штук. Сразу производство было передано на завод 498, будущий «Старт» и на завод НИИ-311 (Фото 24).
Фото 23
Фото 24
Сотрудники лаборатории плоскостных диодов НИИ 311 в 1960 году по теме «Предмет-1» создали мощные стабилитроны ряда Д815 – Д817 и другие подобные. (Фото 25)
Фото 25
Тиристоры кремниевые приборы. Но мало кто знает, что первые исследовательские работы, начатые в 1957 году на будущем Пульсаре с переключательными полупроводниковыми приборами предполагали использование германия для создания управляемых диодов (фото 26), но в скором времени научились производить кремний нужного качества и управляемые диоды решили делать на его основе, а не из германия. (Фото 27, 28)
Фото 26
Фото 27
Фото 28
Немного о промышленном производстве. С 1959 года, разработчики полупроводников, НИИ-35 и НИИ-311 после выпуска опытных изделий, передавали серийное производство на закреплённые за ними предприятия.
Для НИИ-35 серийными заводами были Ленинградская «Светлана», Воронежский, Брянский, Новгородский, Ташкентский, Рижский и Александровкий заводы полупроводников.
Для НИИ-311 это были Томилинский, Новосибирский, Московский «Старт», Саранский, Запорожский и Херсонские заводы.
Внимательный читатель обратит внимание на отсутствие в списке завода №382 «Плутон», известного как производителя популярных диодов Д2, Д9, Д101, транзисторов П4 и П201 – П203.
По решению правительства с 1960 года он не принимал участия в серийном производстве новых приборов, созданных двумя ведущими НИИ после 1959 года. Необходимо было снизить нагрузку на предприятие, чтобы не отвлекать производство от профильной тематики. Вместе с тем, несколько новых изделий, созданных самостоятельно, вышли из его конструкторского бюро, в частности, специальный вариант Д2 – диод серии 1600.
Такова краткая история создания полупроводниковых диодов и становления отрасли в целом в нашей стране. Конечно, многие факты и события, по разным причинам, не отражены в этом небольшом исследовании, но главное, на что нужно обратить внимание, – это творческая работа большого количества талантливых инженеров, в частности, Александра Никифоровича Пужай, многих техников и рабочих, позволившая поддерживать обороноспособность нашей страны на высоком уровне.
Список использованной литературы
- А.Н. Пужай.Германиевые диоды.- "Автоматика и телемеханика", 1956, Том XVII, выпуск 2.
- А. М. Бройде. Справочник по электровакуумным и полупроводниковым приборам. 1957. (Массовая радиобиблиотека. Вып. 269).
- Полупроводниковые приборы. - Всесоюзная промышленная выставка. 1957.
- Журнал «Радио». 1953 год номер 1 стр. 57
- Терещук Р.М., Домбругов Р.М., Босый Н.Д. Справочник радиолюбителя. Под общ. ред. В.В. Огиевского. - Киев, 1957.
- Журнал «Радио» 1955 год номера 1, 5, 10.
- Материалы постоянного хранения Российского государственного архива.
Об авторе: пос. Володарского
Статья публиковалась в журнале «Радио» №4/2020
Помещена в музей с разрешения автора
9 октября 2020