Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Если вы помните, сама характеристика «сопротивление» говорит о том, легко или трудно генератору создавать ток в проводнике (Т-23). Чем больше в проводнике свободных зарядов, чем они подвижнее, тем более массовым будет упорядоченное движение зарядов под действием электродвижущей силы, тем больше будет ток. Иными словами, чем больше в проводнике свободных зарядов, чем они подвижнее, тем меньше сопротивление этого проводника. В электронных усилителях роль такого проводника с меняющимся сопротивлением выполняет сам усилительный прибор — электронная лампа или транзистор.

Слабый усиливаемый сигнал подводится к лампе или транзистору и управляет имеющейся там своего рода «заслонкой», которая увеличивает или уменьшает количество свободных зарядов, создающих электрический ток, то есть фактически меняет сопротивление приборов (Р-76;3,4). Мы начнем с того, что посмотрим, как работает такая «заслонка» в транзисторе, как слабый сигнал меняет сопротивление этого усилительного прибора, меняет ток в его цепи. Но до этого нам еще предстоит провести кое-какую подготовительную работу. В частности, познакомиться с некоторыми процессами в полупроводниках.

Т-127. Германий и кремний — химические элементы углеродной группы, атомы которых образуют алмазоподобную кристаллическую структуру.

Как уже говорилось (Т-18), из всех электронных орбит атома нас прежде всего интересует внешняя, на которой может находиться до восьми электронов. Напомним, что фактически у каждого электрона своя собственная орбита и правильнее говорить не об одной внешней орбите, а о внешнем электронном слое, в котором может быть до восьми орбит. Но в соответствии с Т-8 мы идем на сильное упрощение и считаем, что все электроны того или иного электронного слоя бегают по одной общей дорожке. Этот особый интерес к внешней орбите имеет несколько причин. Во-первых, именно внешние электроны могут уходить из атома, свободно блуждать в межатомном пространстве, при случае включаясь в электрический ток. Во-вторых, именно внешние электронные орбиты участвуют в «сшивании» атомов, в создании молекул. И наконец, на внешних электронных орбитах происходят некоторые события, в результате которых и появляются полупроводниковые усилительные приборы — транзисторы.

Итак, на внешней орбите атома может быть до восьми электронов.

И вот что очень важно: атом всегда стремится к этой восьмерке, к тому, чтобы его внешняя орбита была заселена, чтобы число электронов в ней было доведено до возможного разрешенного максимума. И если на внешней орбите меньше восьми электронов, то атом при первом же удобном случае стремится притянуть к себе чужой электрон. Причем обязательно вместе с чужим атомом. (Еще раз напоминаем: чтобы правильно понять выражения «сшивание атомов», «атом стремится», «электроны бегают» и другие подобные, необходимо ознакомиться с разделом Т-8.)

Но зачем же, спросите вы, тащить к себе на орбиту электрон вместе с атомом, когда вокруг бегают свободные электроны? А дело в том, что атом в целом — нейтральная система, суммарный отрицательный заряд электронов равен положительному заряду ядра. Вся эта система точно подогнана, крепко связана электрическими силами и ни на какие лишние детали не рассчитана. В большинстве случаев просто нет у атома тех сил, которые могли бы удержать на внешней орбите лишний электрон. И, попав на эту орбиту, лишний электрон очень быстро слетает с нее (Р-78;1), несмотря на все «желание» атома иметь восьмерку, иметь заполненную внешнюю орбиту (не забывайте о Т-8).

Другое дело, если место на внешней орбите займет электрон, который одновременно вращается по своей собственной орбите в своем собственном атоме. В этом случае возникнет некая объединенная орбита, она проходит через оба атома и крепко стягивает, связывает их друг с другом (Р-78;2). Появление лишнего электрона на орбите теперь уже не нарушит электрического равновесия, не встретит какого-либо противодействия. Создание объединенных орбит — это основное средство сшивания атомов в молекулы и один из важных способов объединения молекул в сложные химические соединения.

Среди всех известных типов атомов совершенно особое место занимает углерод. Достаточно сказать, что изучением углеродных соединений занимается самый большой раздел химии — органическая химия. И число таких соединений исчисляется сотнями тысяч, составляет большую часть всех известных химических соединений.

Р-78