Техника - молодёжи 1956-05, страница 15

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ. а) При отсутствии внешнего электрического поля между кристаллами с разной проводимостью движения носителей зарядов через границу (переход) между кристаллами не возникает. 6) К кристаллу приложено электрическое напряжение. Носители зарядов в соответствующих кристаллах оттягиваются от перехода, и ток через кристалл не протекает. в) При перемене напряжения носители положительных зарядов («дырки») перемещаются в кристаллах влево, а носители отрицательных зарядов (электроны) — вправо. Через выпрямитель проходит электрический ток.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ УСИЛИТЕЛЬ.

а) Вместо одного перехода прибор имеет два. Без внешнего напряжения движения носителей зарядов через переходы не возникает. Это аналогично водоему, перегороженному плотиной без разности высот уровня воды. Колесо водяного двигателя, естественно, вращаться не может.

б) К прибору приложено электрическое напряжение, кан показано на рисунке. Возникает движение носителей зарядов через каждый переход в зависимости от напряжения присоединенных к ним батарей. Это сходно с плотиной, которая, перегородив реку, создала большую разность напора воды. Через плотину проте-нает небольшое количество воды. Колесо вращается медленно, в) Напряжение, приложенное к первому переходу, под внешним воздействием изменяется (микрофон, сигнал и т. д.). Проводимость среднего кристалла меняется, вследствие чего к правому переходу проникает большее или меньшее количество электронов из области левого перехода. Это усиливает ток, протекающий через правый переход, и похоже на то, как если бы мы стали изменять высоту гребня плотины, меняя тем самым количество воды, падающей на колесо. Оно будет вращаться с большой силой с переменной скоростью.

нии — коллекторным. Среднюю часть триода называют базой. До включения батарей распределение потенциалов в триоде и потенциальные барьеры на переходах определяются только контактными разностями потенциалов. После включения батарей потенциальный барьер у одного из э-д переходов уменьшается, а у другого, включенного в запирающем направлении, увеличивается.

Электронный э-д переход делают таким, чтобы ток переносился в подавляющей части заряженными частицами, поступающими из эмиттора в базу. Для П-p-n триода эту роль выполняют электроны. Базу оставляют при изготовлении триода очень тонкой, в некоторых высокочастотных триодах ее толщина составляет несколько микрон, в низкочастотных— несколько десятков микрон.

Заряды, поступающие из эмиттора в базу, продолжают свое движение в ней главным образом благодаря диффузии, так как падение напряжения в базе между эмиттором и коллектором очень мало.

Достигая коллекторного э-д перехода, заряды втягиваются в него благодаря разности потенциалов, приложенной к нему, или, иными словами, скатываются вниз с потенциального

барьера. В цепь эмиттора и включена батарейка напряжением 1,5—2,0 в, в цепь коллектора — батарейка 20—25 в.

Если теперь изменить разность потенциалов у эмиттора на небольшую величину е, то это вызовет изменение эмитторного тока на некоторую величину i. Для того чтобы вызвать это изменение, необходимо затратить мощность w=ei. Ввиду того, что почти все заряды, посыпающие из эмиттора в базу, попадают в коллектор, можно считать, что коллекторный ток практически также изменится на величину i. Пусть цепь коллекторной батареи, имеющей значительно большее напряжение, чем напряжение на эмитторном переходе, замкнута на некоторую нагрузку R. Например, громкоговоритель. При изменении тока в цепи коллектора на величину i в нагрузке R будет выделена энергия W — i²R, то-есть значительно большая, чем была приложена энергия на входе прибора, и усиление по мощности будет равно:

W i²R iR

Использование полупроводниковых диодов и триодов открывает новые широкие возможности во многих областях техники и науки. Было бы очень полезно, чтобы и наши радиолюбители изучили особенности этих приборов и начали бы их широко применять на практике.

w

ei

Применяя

Слева: разрез точечного триода: 1 — эмиттор; 2 — германий; 3 — держатель: 4 — кожух; 5 — корпус; 6 — заполнитель; 7 — коллектор; 8 — втулка; 9 — вывод. Справа: разрез плоскостного триода: 1 — вывод; 2 — кристалл германия; 3 — корпус; 4 — изолятор стеклянэ ный; 5 — вывод; б — коллектор (индий); 7 — эмиттор (индий); 8 — вывод; 9 — кристалла держатель.

Это усиление по мощности у некоторых типов германиевых триодов достигает нескольких тысяч. Таких же величин достигает усиление по напряжению.

несколько другую схему включения триода, можно получить усиление по току в десятки раз.

Применение полупроводниковых триодов наряду с другими малогабаритными деталями позволяет изготовлять карманные приемники, питание которых производится от маленькой, 20-вольтовой батарейки. Ввиду отсутствия расхода энергии на накал катодов такая батарея довольно долго обеспечивает работу приемника.

УСИЛИТЕЛЬ СВЕТА

На рисунке показано одно из весьма многообещающих новых применений полупроводниковых веществ — усиление слабых оптических изображений, что, например, крайне важно при рентгеновском исследовании (просвечивании) человеческого организма.

Усилитель представляет собой па-нет из двух плоских прозрачных проводников — стекол, обладающих замечательным свойством: они пропускают небольшой электрический ток. Между стеклами, разделяя их, зажат тонкий слой (10 мк) флуоресцирующего сернистого цинка, очувствленного примесью марганца. Пленка наносится путем распыления ее на стекло в вакууме. К обеим проводящим пластинам присоединяется батарея напряжением около 100 в.

Пакет устанавливается перед изображением, которое необходимо усилить, например перед изображением на экране рентгеновского аппарата или на экране телевизионной трубки, и в зависимости от того, н наким лучам очувствлен состав полупроводниковой прослойки, на нем появляется усиленное изображение — более яркое и контрастное. При проекции на пакет слабого изображения, богатого ультрафиолетовыми лучами, можно получить 50-кратное его усиление.

Слои тюиуп/>обод7Шко£сме Светящеюся вещества— (jUGJUUHCfPOPSj

бсгтарея fOOv