Транзистор?.. Это очень просто!

Л. — Обработать его поверхность в кислоте и создать условия для изумительной продолжительности жизни, смонтировав его с достаточной жесткостью, обеспечивающей высокую устойчивость против ударов и вибрации. И, наконец, закрыть его в герметичный и непрозрачный корпус, чтобы защитить от влажности и света — смертельных врагов полупроводников.

Н. — Почему?

Л. — Потому что, как я тебе уже говорил, световые лучи могут изменить проводимость полупроводников и вызвать электронную эмиссию. Эти явления используются в фотодиодах и фототранзисторах.

Но обычный транзистор должен быть защищен от света. Поэтому он помещается в пластмассовую капсулу или металлический корпус. Корпус транзистора часто заполняют нейтральным газом (например, азотом) или особыми желеобразными веществами. Присоединение выводов нередко представляет собой проблему, так как нужно создать чисто омические контакты между каждой из трех областей транзистора и соответствующими проволочками, любой ценой предотвращая образование паразитных р-n переходов.

Н. — Теперь, когда мы подводим итоги, я вижу, что для изготовления транзисторов нужно одновременно знать физику, химию и механику. Это слишком много. Я предпочел бы покупать транзисторы, если только…

Л. — Какую еще нелепую мысль ты собираешься мне изложить?

Полевой транзистор

Н. — Мне думается, что можно изготовлять транзисторы без базы, без эмиттера и без коллектора. Почему бы не взять простой стерженек германия или кремния, намотать посередине его кольцо, на которое и подавать усиливаемое напряжение?

Создаваемое таким образом электрическое поле в большей или меньшей степени сузило бы поток носителей зарядов, проходящих от одного конца стерженька к другому, и ток в стерженьке модулировался бы точно так же, как это происходит в вакуумном триоде под воздействием потенциала сетки (рис. 41).

Рис. 41.Полевой транзистор.

Л. — Бедный мой Незнайкин!..

Н. — Чего же не хватает в моих рассуждениях?

Л. — В них все правильно, только прибор, который ты только что изобрел, уже давно существует. Он называется полевым транзистором. На него несколько похож изобретенный во Франции текнетрон, который объединяет преимущества транзисторов и вакуумных ламп.

Н. — Наш полевой транзистор настолько похож на вакуумный триод, что у меня возникает желание назвать катодом ту сторону, через которую ток входит, анодом — сторону, через которую он выходит, а сеткой — расположенное посередине кольцо, на которое подается усиливаемое напряжение.

Л. — Ничто не мешает тебе применять эти названия, хотя обычно используются другими терминами: исток вместо катода, сток вместо анода и затвор вместо сетки (рис. 42).

Рис. 42. Устройство полевого транзистора и схема его включения.

Роль сетки выполняет слой или две зоны полупроводника с проводимостью, обратной проводимости стерженька. Эти зоны, создаваемые методом сплавления или методом диффузии, располагаются по обе стороны средней части стерженька. Если стерженек сделан из полупроводника типа n, то затвор образуется двумя зонами из полупроводника типа р. Усиливаемое напряжение прилагается между затвором и истоком; затвор делается более или менее отрицательным относительно истока…

Н. — Точно так, как сетка относительно катода. В этом случае никакой ток не сможет протекать от затвора типа р к массе стерженька типа n, так как эти участки образуют диод, расположенный таким образом, что он не пропускает это напряжение. В этих условиях полное входное сопротивление нашего полевого транзистора в отличие от обычных транзисторов должно быть очень высоким.

Л. — Совершенно верно, дорогой Незнайкин. Ты видишь, насколько глубока аналогия с вакуумным триодом, хотя в зависимости от полярности приложенного напряжения ток может протекать в том или ином направлении. А отрицательные электрические поля, создаваемые затвором в массе стерженька, в большей или меньшей степени сдавливают поток электронов, идущий от истока к стоку, соединенному с положительным полюсом источника высокого напряжения; это напряжение может достигать 60 В.

Н. — Иначе говоря, здесь мы имеем дело уже не с усилением по току, а с усилением по напряжению. И я думаю, что его можно охарактеризовать крутизной, замерив, на сколько миллиампер изменяется ток исток — сток при изменении напряжения затвор — исток на 1 В.