Транзистор

В кристаллическом усилителе слабым сигналом отпирается запирающий слой для большой силы тока. Представьте себе крошечный кусочек кристаллического полупроводника германия. У него электронная проводимость. На верхней грани кристалла специальной обработкой (введение примеси) создана область с дырочной проводимостью. Между дырочной и электронной областями образуется, как всегда, запирающий слой. Кристаллик снизу припаян к металлической пластинке - базе, а сверху к нему присоединены рядышком две проволочки - эмиттер и коллектор. Вот и весь прибор. Этот прибор называется полупроводниковым триодом или транзистором (рис. 5).

Рис. 5. Транзисторы.

Когда нужно усилить очень слабый сигнал, его можно включить в прибор по-разному. Например, источник слабого сигнала подключается к эмиттеру и к базе в "пропускном" направлении запирающего слоя ("плюс" - к дырочной области). А в цепи базы и коллектора включаются сопротивление и батарея в "запретном" направлении запирающего слоя (к дырочной области - "минус").

Рис. 6. Принцип действия транзистора: а - слабый импульс в цепи эмиттера "впрыскивает" дырки в запирающий слой; б - в этот момент между базой и коллектором возникает сильный импульс, который делает запирающий слой электропроводящим.

Пока сигнала в цепи эмиттера нет, в цепи коллектора ток тоже не идет: его не пускает запирающий слой (рис. 6, а). Но вот сигнал подан. Через эмиттер в среднюю (дырочную) область кристалла входит импульс электрического поля (рис. 6, б). Он сметает запирающий слой, делая его электропроводным и для "запретного" направления. Между коллектором и базой возникает на мгновение как бы электропроводный мостик, и по нему пробегает усиленный импульс. Когда этот мгновенный импульс пройдет, у эмиттера и коллектора восстанавливаются запирающие слои. Так еле заметные сигналы, проходящие между базой и эмиттером, возбуждают в цепи коллектора и батареи мощный импульс тока. Происходит усиление сигналов.

Создано множество разновидностей транзисторов. Выпускаются кристаллические триоды для больших сил тока, полупроводниковые тетроды и пентоды (приборы с четырьмя и пятью контактами), усиливающие колебания высоких частот.

Разработаны полупроводниковые усилители, действующие на совершенно новых принципах. Физики предложили, например, погружать транзисторы в жидкий гелий. Там при сверхнизкой температуре приборы действуют с небывалой чувствительностью. Ведь при сверхнизкой температуре жидкого гелия едва заметно хаотическое тепловое движение атомов и электронов, а оно служит основным источником внутренних шумов электронной аппаратуры. Другой пример: созданы транзисторы, способные безотказно действовать при температуре в сотни градусов Цельсия.

перейти к началу страницы