Читаем Транзисторы полностью

Положительный заряд, двигающийся в полупроводнике в результате коротких перебежек электронов, называют дыркой. Это весьма образное название. В результате коротких перебежек электронов действительно двигаются пустующие на внешней орбите места, двигаются дырки в электронных оболочках атомов. И несмотря на то что первопричиной всего, что происходит, является движение электронов, несмотря на то что при этом сами атомы в твердом теле своих мест не меняют (движение положительных и отрицательных ионов наблюдается лишь в жидких и газообразных веществах, где атомы и молекулы слабо связаны друг с другом и сравнительно легко передвигаются с места на место), мы все же будем считать, что в твердом полупроводнике имеются свободные положительные заряды — подвижные дырки.

Атомы-то ведь все одинаковые — не поймешь, кто кем был и кто кем стал, не поймешь, у кого чей электрон вращается на орбите. (Еще раз просим прочесть примечание на стр. 26, хотя читатель уже, по-видимому, сам знает, в каких случаях нужно обращаться к этому примечанию, и будет это делать без лишних напоминаний.) И поэтому, не пытаясь разобраться в поведении отдельных электронов-перебежчиков, мы будем оценивать лишь конечный результат их деятельности. А таким результатом как раз и является движение положительных зарядов, движение дырок.

Совершенно ясно, что под действием приложенного напряжения в полупроводнике будут упорядоченно двигаться не только электроны-путешественники, но и электроны-перебежчики. Бросаясь из стороны в сторону, они все чаще будут сдвигаться в сторону «плюса» батареи. А это значит, что в хаотическом движении дырок появится некоторая упорядоченность — они медленно и планомерно будут смещаться в сторону «минуса».

Здесь нельзя не вспомнить хорошо известную аналогию. В театре во время спектакля освободилось место в первом ряду. На него сейчас же пересел зритель со второго ряда. На место, освободившееся во втором ряду, пересел зритель из третьего ряда. На его место пересел кто-то из четвертого ряда, и так продолжалось до тех пор, пока свободное место не оказалось в самом последнем ряду. С места на место перебегали люди (электроны-перебежчики), а в результате по залу от первого ряда до последнего переместилось свободное место (дырка).

Теперь, чтобы окончательно не запутаться, давайте вообще забудем о существовании наших электронов-перебежчиков и будем считать, что в полупроводнике электрический ток представляет собой движение двух сортов зарядов — свободных электронов и дырок, что полупроводник обладает электронной и «дырочной» проводимостью.

Подобный прием — исключение из игры электронов-перебежчиков— можно считать вполне оправданным: нельзя же всякий раз начинать свои рассуждения «от печки». Изучая автомобиль, например, вы только один раз подробно познакомитесь с двигателем. А потом, разбираясь в устройстве коробки скоростей или в передаче вращения от двигателя к задним колесам, вы уже не будете начинать с того, как в карбюраторе образуется горючая смесь.

Вас ни в какой мере не должно смущать, что участвующие в электрическом токе свободные электроны и дырки движутся в разные стороны. В твердом теле настолько просторно, что эти движения друг другу не мешают.

При этом каждый из движущихся зарядов, независимо от своих коллег (вы не забываете о примечании на стр. 26?), выполняет свою работу. Поэтому, определяя ток в цепи или мощность на каком-либо ее участке, необходимо учитывать движение и отрицательных, и положительных зарядов. Так, например, если через поперечное сечение проводника (или полупроводника) в каком-либо определенном направлении за одну секунду прошел кулон электронов, а в другую сторону одновременно прошел кулон дырок, то ток в цепи равен 2 а.

В чистом, беспримесном полупроводнике число свободных электронов и число дырок одинаково. Однако для создания транзисторов нужны полупроводниковые материалы с разными типами проводимости — только с электронной или только с дырочной. Это значит, что у одних материалов число свободных электронов должно во много раз превышать число дырок, чтобы в этих полупроводниках возникал в основном электронный ток. А у других материалов, наоборот, дырок должно быть намного больше, чем свободных электронов, и ток в них должен создаваться в основном только дырками. При этом общий заряд куска германия или кремния должен быть равен нулю — в целом в нем не должно быть никаких лишних зарядов.

Вот так задача! Это уже почти то же самое, что залезть в шар и стать там в угол. Как можно, например, добавить в полупроводник свободные положительные заряды, не меняя общего числа зарядов в этом полупроводнике? Каким образом, не нарушая электрического равновесия полупроводника, можно получить в нем избыток тех или иных свободных зарядов? Это можно сделать, добавляя в чистый полупроводник определенные примеси.

Перейти на страницу:

Все книги серии Шаг за шагом

Microsoft Windows SharePoint Services 3.0. Русская версия. Главы 9-16
Microsoft Windows SharePoint Services 3.0. Русская версия. Главы 9-16

В современной деловой среде все более важной становится эффективность совместной работы. Службы SharePoint – компонент Windows Server 2003, бесплатно доступный для скачивания, – помогают в решении этой задачи, предоставляя мощный набор инструментов для организации данных, управления документами, повышения эффективности бизнес-процессов и создания надежной среды взаимодействия. Эта книга научит вас использовать службы Windows SharePoint для организации совместной работы. Вы узнаете, как создавать собственные узлы SharePoint при помощи шаблонов, списки и библиотеки для хранения информации; добавлять электронные доски обсуждений, вики-узлы и блоги; настраивать рабочие области документов и собраний; использовать календари, контактную информацию и другие данные совместно с программами из пакета Microsoft Office и многое другое, что поможет рабочим группам легко взаимодействовать друг с другом.Для пользователей любого уровня подготовки, желающих самостоятельно освоить Microsoft Windows SharePoint Services 3.0.

Билл Инглиш , Ольга Лондер , Пенелопа Ковентри , Тодд Бликер

ОС и Сети, интернет / ОС и Сети / Книги по IT

Похожие книги

100 способов избежать аварии. Спецкурс для водителей категории В
100 способов избежать аварии. Спецкурс для водителей категории В

Сколько раз, сидя перед экраном телевизора, вы вздрагивали, услышав визг тормозов? К сожалению, со стороны пассажирского сиденья он звучит еще страшнее. Все мы прекрасно знаем, что, садясь за руль, мы несем ответственность не только за себя и своих спутников, но и за всех участников дорожного движения.Так как же вести себя, если вы понимаете, что ситуация вышла из-под контроля и велика вероятность аварии?Александр Каминский, изучив часто случающиеся аварии, на страницах своей книги поделился опытом и секретами, как их избежать, а также подробно описал экстренные действия во время нештатных ситуаций.Книга написана живым и доступным языком и предназначена для широкого круга автовладельцев с различным стажем вождения. Желаем вам приятного чтения и надеемся, что чужой опыт, описанный в этой интересной книге, никогда не станет вашим!

Александр Юрьевич Каминский

Автомобили и ПДД / Техника