Юный техник 1981-03, страница 16
Подробности для любознательных БАРЬЕРНЫЙ БЕГ В ТВЕРДОМ ТЕЛЕ Транзисторы отличаются от радиоламп даже по внешнему виду. Вместо стеклянного баллончика мы видим... таблетку. Еще больше различие внутреннее. Инженеры, работавшие с радиолампами, зачастую становились в тупик, когда им начинали рассказывать о транзисторах. В лампе все понятно. Вот спираль катода — отсюда электро- |ны стартуют. Вот пластинка анода — здесь они финишируют. А вот посредине третий электрод — сетка. Она потому так называется, что и по виду, и по своим функциям напоминает обычную сетчатую изгородь. У сетки есть «сторож» — управляющий потенциал. В зависимости от поданной команды он либо вообще не подпускает электроны к сетке, возвращая их на катод, либо, напротив, помогает им быстрее преодолеть барьер, скорее добраться до финиша-анода. Транзисторы же устроены иначе. Даже электроды называются здесь по-иному. Вместо катода — эмиттер, вместо анода — коллектор. А сетку называют базой. И полярность здесь не такая. Если на анод всегда подавали «плюс» электрического напряжения, а на катод — «минус», то тут как раз наоборот: «минус» на коллекторе, «плюс» на эмиттере. А дальше еще интереснее. Внутри стеклянного баллона лампы пустота, вакуум. Транзистор же представляет собой германиевый или кремниевый кристалл, говоря языком физиков, твердое тело. Никаких пустот в нем нет. И все же электроны благополучно добираются от эмиттера к коллектору. Сигнал при этом усиливается, число электронов становится больше. Почему? Полупроводниковый транзистор основан на свойствах р-п-переходов. Возьмем, к примеру, кремний. Каждый атом кремния в кристаллической решетке связан с четырьмя соседями. Если заменить один из атомов кремния, например, атомом фосфора, у которого пять валентных электронов, четыре будут связывать атом фосфора с соседями, а пятый окажется «лишним» и сможет принять участие в перемещении потока зарядов через кристалл, то есть в прохождении тока. Ясно, что электроны, имеющие отрицательный заряд при наложении на кристалл электрического поля, будут двигаться к положительному электроду. Здесь мы будем иметь случай электронной проводимости «п-тип». Если же вместо атома кремния поместить в узел кристаллической решетки трехвалентный атом бора, одного электрона будет не хватать. Образуется так называемая «дырка», которая ведет себя как положительная частица, создающая проводимость «р-типа». Если кристалл состоит из двух областей — одной n-области и одной р-области, то граница между ними (р-п-переход) приобретет свойства выпрямителя электрического тока, то есть диода. Если же в кристалле находятся по соседству два перехода, получается трехполюсный п-р-п или р-п-р элемент, который имеет свойства усилителя (транзистора). Первые транзисторы были сплавными. Шарики припоя, содержащие примесь бора или фосфора, устанавливались на пластинку, вырезанную из монокристалла полупроводника. При нагреве каждый шарик, II |
