Un transistor al germanio è una variante di un transistor standard costruito sull’elemento silicio, dove, invece, viene comunemente utilizzata una lega silicio-silicio-germanio per aumentare la velocità di trasmissione dei segnali elettrici. La velocità dei singoli componenti elettrici si somma come un aggregato e, pertanto, un array di transistor al germanio può aumentare significativamente la velocità di elaborazione di un circuito. Il transistor al germanio precede i progetti standard al silicio ed erano comunemente usati negli anni ‘1950 e ’60. La loro velocità di trasmissione o tensione di interruzione inferiore è superiore al silicio, ma oggi hanno solo applicazioni specializzate.
I transistor semiconduttori al silicio germanio sono anche legati con indio, gallio o alluminio e sono stati usati come sostituti di un’altra alternativa agli array di transistor in silicio puro, quelli costruiti su arseniuro di gallio. Nelle applicazioni delle celle solari, germanio e arseniuro di gallio vengono utilizzati insieme poiché hanno modelli di reticolo cristallino simili. Le applicazioni ottiche sono un luogo comune in cui ora viene impiegato un transistor al germanio, in parte perché il metallo al germanio puro è trasparente alla radiazione infrarossa.
Le leghe di germanio offrono velocità di trasmissione migliorate nei circuiti ad alta velocità rispetto al silicio, ma non sono prive di svantaggi. La maggior parte delle proprietà di un transistor al germanio sono inferiori a quelle di un transistor al silicio standard, inclusa la distribuzione di potenza massima che offrono, a circa 6 watt rispetto a oltre 50 watt per il silicio e livelli inferiori di guadagno di corrente e frequenze operative. Il transistor al germanio ha anche una scarsa stabilità della temperatura rispetto al silicio. All’aumentare della temperatura, consentono il passaggio di più corrente, con conseguente esaurimento, e i circuiti devono essere progettati per prevenire questa possibilità.
Uno dei maggiori inconvenienti di un transistor al germanio è che mostra una dispersione di corrente a causa della tendenza del germanio a sviluppare dislocazioni a vite. Si tratta di sottili escrescenze della struttura cristallina, note come baffi, che, nel tempo, possono cortocircuitare un circuito. La dispersione di corrente di oltre 10 microampere può essere un metodo per determinare che un transistor è costruito su una base di germanio anziché di silicio.
Rispetto al silicio, il germanio è un metallo raro e costoso da estrarre. Mentre il silicio è facile da ottenere come quarzo in forma grezza, il processo di raffinazione del silicio di grado semiconduttore (SGS) è ancora altamente tecnico. Tuttavia, non presenta i rischi per la salute del germanio, dove il germanio e l’ossido di germanio prodotti nel processo di raffinazione hanno dimostrato di avere effetti neurotossici sul corpo.
Sebbene il germanio sia utilizzato principalmente come transistor nelle celle solari e nelle applicazioni ottiche, il diodo al germanio è anche impiegato come componente elettrico a causa della sua tensione di interruzione inferiore di circa 0.3 volt rispetto a 0.7 volt per i diodi al silicio. Questo vantaggio unico dei componenti semiconduttori al germanio li rende un obiettivo da incorporare in futuri componenti ad alta velocità, come il transistor al carbonio di silicio-germanio. Tali transistor offrono i livelli di trasmissione del rumore più bassi e sono più adatti alle applicazioni a radiofrequenza per oscillatori, trasmissione di segnali wireless e amplificatori. Ciò riflette il fatto che uno degli usi originali per i componenti in germanio decenni fa era nella progettazione radiofonica.