Транзистор?.. Это очень просто!

Согласен поспорить, Незнайкин, что твоя оценка далека от истины, а она гласит, что за одну наносекунду свет или электрический ток проходит 30 см. Это означает, что в ЭВМ, насчитывающих тысячи микросхем, их нужно расположить достаточно близко одну к другой, чтобы время прохождения тока не замедляло выполнения операций.

Новая философия

Появление МС настоятельно требует новой философии конструирования электронной аппаратуры. Некогда разрабатывали схемы включения компонентов, из которых собиралась аппаратура. В наши дни инженер должен придумать цепочку функций, каждая из которых выполняется одной МС.

Эволюция МС продолжается; возможности их становятся все более разнообразными. ЭВМ выступают в качестве крупных потребителей так называемых бинарных схем, обладающих двумя устойчивыми состояниями: они открыты для прохождения тока или закрыты. Я тебе уже говорил, что их называют также «вентилями».

Другие схемы называются линейными, так как их выходное напряжение изменяется пропорционально изменениям сигнала на входе.

Ничто не останавливает прогресса в этой области, мой дорогой друг Незнайкин. Если ты перечитаешь-это письмо через несколько лет, то невольно улыбнешься, так как многое несомненно изменится. Лишь одно останется неизменным — дружба, в которой заверяет тебя

Твой Любознайкин

* * *

notes

Примечания

1

Внимание! В связи с тем что электрический ток образуется перемещением электронов, которые движутся по внешней цепи от отрицательного полюса к положительному, именно такое направление тока и принято на страницах этой книги (оно обратно общепринятому условному направлению тока).

2

Некоторые мощные транзисторы выдерживают температуру, близкую к 100 °C. Это достигается введением в полупроводниковый материал относительно больших доз примесей.

3

Ядро атома углерода содержит 6 протонов и 6 нейтронов; этот атом имеет 6 электронов, из которых 2 находятся на оболочке К и 4 на оболочке L.

4

Музей в Париже, аналогичный Политехническому музею в Москве. — Прим. перев.

5

В этом месте Любознайкин допускает неточность. Ток насыщения, о котором идет речь ниже, проходит при приложении обратного напряжения только к одному р-n переходу, т. е. между средним выводом транзистора (базой) и одним из крайних. — (Прим. ред.).

6

Сопротивления, о которых говорит Любознайкин, рассчитываются путем деления малых изменений напряжений на вызываемые ими изменения тока.

Следовательно, входное сопротивление

где U_б ^_ малое изменение напряжения между эмиттером и базой, а I_б — возникающее в результате этого изменение тока базы.

Точно так же выходное сопротивление

где U_к — изменение напряжения, приложенного между коллектором и эмиттером, а I_к — соответствующее изменение тока коллектора.

Иногда при расчетах используют параметр выходная проводимость транзистора, представляющий собой отношение изменения выходного тока к вызвавшему его изменению выходного напряжения:

(Прим. ред.).

7

Все эти рассуждения касаются транзистора структуры n-р-n. Для транзисторов структуры р-n-р полярности всех напряжений обратные. — Прим. ред.

8

Строго говоря, частотный предел работы транзистора определяется не временем пробега носителей через базу (это привело бы лишь к задержке усиливаемого сигнала), а различием времени пробега для отдельных носителей, в результате чего происходит «размывание» усиливаемого сигнала. Однако разброс времени пробега прямо пропорционален идущему в расчет среднему значению времени пробега, так что в конечном счете это время ограничивает частотный предел транзистора. — Прим. ред.

9

Емкость коллекторного перехода у тетрода остается такой же, как у триода о аналогичной геометрией. Уменьшение роли этой емкости на высоких частотах обусловлено снижением сопротивления области базы из-за того, что активная часть базы размещается в непосредственной близости от основного вывода базы. — Прим. ред.

10

Иногда пользуются понятием статической крутизны прямой передачи транзистора — отношением постоянного тока коллектора к постоянному напряжению база — эмиттер:

Прим. ред.

11

Пользуясь иной терминологией, говорят, что коэффициент передачи тока равен произведению полной проводимости прямой передачи на входное сопротивление: Y₂₁h₁₁= h₂₁.

12

Механизм нелинейных искажений в усилителях с транзисторами сложнее, чем здесь описывается. В частности, большую роль играет внутреннее сопротивление источника усиливаемого сигнала. Изучив этот вопрос глубже, Незнайкин, быть может, умерил бы свой восторг. — Прим. ред.

13

Любознайкин несколько лукавит: он выбрал для точки P 5 В для того, чтобы эта точка оказалась на характеристике I_б — 0,2 мА, что облегчает расчеты по определению различных значений напряжений и токов.

14