Электричество шаг за шагом

Р-100. ВРЕМЯ ТРАНЗИСТОРА. Уже на примере диода было видно, что твердотельный прибор намного удобней иметь, чем электронную лампу. Полупроводниковым диодом может быть кусочек кристалла миллиметровых размеров, а электронная лампа — это целый научный прибор, миллиметровым его никак не сделаешь. Из вакуумного диода усилительная лампа получилась довольно просто — достаточно было вставить сетку между катодом и анодом. Но как вставить сетку в микроскопический кристалл? Один раз, правда, мир был обрадован — в 1922 году, как писали газеты, задача была решена. Молодой (19 лет) русский радист Олег Лосев из Нижегородской радиолаборатории создал кристаллический усилитель кристадин и построил с ним очень чувствительные радиоприёмники. Но вскоре оказалось, что из-за своей нестабильности кристадин не может конкурировать с электронными лампами. Задачу решили в 1948 году и создали транзистор американские теоретики высокого класса — Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Вильям Шокли, их работа была отмечена Нобелевской премией. К нынешним временам транзисторы прошли сложный путь (их уже делают размером меньше 0,005 миллиметра), и сегодня выпускаются две их основные разновидности.

Плоскостные транзисторы представляют собой трёхслойную систему из полупроводников германия или кремния с электронной (n) и дырочной (р) проводимостью (1,2). Слабый входной сигнал U_вх в итоге поставляет свои заряды в базу, из неё они попадают в коллекторный рn-переход, участвуют в создании коллекторного тока и усиливаются за счёт коллекторной батареи. Транзисторы второго типа, полевые (3,4), по принципу действия напоминают усилительную вакуумную лампу триод. Основной ток в них создаётся между истоком и стоком, а напряжение входного сигнала U_вх своим электрическим полем с затвора управляет этим током, подобно тому, как в вакуумном триоде сетка управляла анодным током. Полевые транзисторы в основном рассчитаны на работу с импульсными сигналами, и потому их можно сравнить с выключателем, который замкнут или не замкнут, то есть пропускает ток или не пропускает.

Т-201. Транзистор — главный работник электроники. Полупроводниковый диод появился практически одновременно с вакуумным, но полупроводниковому усилителю, как уже говорилось, пришлось ждать своего часа 40 лет. Сегодня диод создают в маленьком кристаллике полупроводников германия или кремния — с помощью примесей формируют в нём две зоны с разными электрическими свойствами (Р-98). В одной из них есть свободные электроны, это зона n, от слова negativus — «отрицательный». В другой зоне есть свободные положительные заряды (для упрощения считайте их положительными ионами, Т-8), это зона р, от слова positivus — «положительный». Пограничная область между зонами р и n называется рn-переход.