Большая энциклопедия техники

Транзистор является главным элементом современных микроэлектронных приборов. Существуют устройства, получившие название интегральных микросхем, сделанные на одном кристалле полупроводника площадью 30—35 мм², с числом электронных устройств до нескольких десятков тысяч. Такие транзисторы являются основой радиоэлектронной аппаратуры третьего поколения. Примером подобной аппаратуры могут служить наручные электронные часы, которые содержат от 600 до 1500 транзисторов, и карманные электронные вычислительные устройства. Переход к применению ИС определил новое направление в производстве и конструировании надежной и малогабаритной радиоэлектронной аппаратуры, которая получила название микроэлектроники. Достоинства транзисторов в сочетании с достижениями технологии их изготовления дают возможность создавать ЭВМ, которые насчитывают до нескольких сотен тысяч элементов, устанавливать сложные электронные устройства на борту космических летательных аппаратов, производить малогабаритную радиоэлектронную аппаратуру для применения в быту, в медицине, различных областях промышленности и т. д. Наряду с достоинствами транзисторы имеют ряд недостатков, главным образом – ограниченный диапазон рабочих температур. К недостаткам транзисторов относятся также с изменением рабочей температуры значительные изменения их параметров и довольно сильная чувствительность к ионизирующим излучениям.

Трохотрон

Трохотрон – многоэлектродный электронно-лучевой прибор, имеющий ленточный трохоидальный электронный пучок, применяемый в основном в качестве коммутатора. Электронный луч образуется под воздействием взаимно перпендикулярных полей: изменяемого электрического, которое создается электродами прибора и постоянного магнитного, создающегося внешним магнитом. Луч проходит главным образом по эквипотенциальной поверхности, имеющей потенциал, близкий к потенциалу катода. Коммутация луча производится в результате управляемого перемещения эквипотенциальной поверхности с помощью изменения потенциала специальных электродов трохотрона, имеющих название лопатки.

В самом распространенном линейном десятикратном трохотроне на экран подается постоянный отрицательный потенциал, равный 50—100 В, а на анод и каждую пластину подается постоянный положительный потенциал, достигающий 100 В.

Трохотроны главных типов различаются в основном формой электродов, образующих ячейку, и расположением ячеек. В двумерном трохотроне электронный пучок управляется двумя отдельными группами ячеек, в бинарном – лопатки различной длины конкретным образом объединены в группы, в кольцевом – ячейки располагаются по окружности, в центре которой размещен цилиндрический катод. Трохотроны обеспечивают гибкое управление токами и используются в различных электрических цепях, как правило, импульсных, для измерения временных интервалов, коммутации цепей, счета импульсов, а также в качестве электронной линии задержки и т. д.

Туннельный диод

Туннельный диод – двухэлектродное электронное устройство на базе полупроводникового кристалла, в котором находится очень узкий потенциальный барьер, препятствующий движению электронов; является разновидностью полупроводникового диода. Вид вольтамперной характеристики (ВАХ) туннельного диода определяется, как правило, квантовомеханическим процессом туннелирования, из-за которого электроны проникают через барьер из одной разрешенной области энергии в другую. Изобретение туннельного диода впервые доказало на практике существование процессов туннелирования в твердых телах. Создание такого диода стало осуществимо в результате прогресса в полупроводниковой технологии, который позволил создавать полупроводниковые материалы со строго заданными электронными свойствами. Путем легирования полупроводника довольно большим количеством конкретных примесей удалось получить очень высокую плотность электронов и дырок в р- и n- областях, не нарушив при этом резкий переход от одной области к другой. В связи с малой шириной перехода (50—150 А) и весьма высокой концентрацией в кристалле легирующей примеси, в электрическом токе, протекающем через туннельный диод, преобладают туннелирующие электроны.

Первый туннельный диод был произведен в 1957 г. из германия; но вскоре после этого были найдены и другие полупроводниковые материалы, из которых можно получить туннельные диоды: Si, InSb, GaAs, InAs, PbTe, GaSb, SiC и др. В силу того что туннельные диоды в определенном интервале напряжений смещения обладают отрицательным дифференциальным сопротивлением и имеют очень малую инерционность, их используют в качестве активных элементов в высокочастотных усилителях электрических колебаний, переключающих устройствах и генераторах.

Фазоинвертор