круга с жирной черточкой внутри, к середине которой подходят под углом две тонкие линии Жирная черточка обозначает базу, тонкая линия, снабженная стрелкой, - эмиттер, а другая такая же линия, но без стрелки,- коллектор А кроме того (запомни это как следует), если стрелка направлена к базе (рис. 31), то это транзистор структуры р-п-р, а если от базы (рис. 32), то транзистор п-р-п.

Н. - Почему же понадобилось принимать значок, так мало соответствующий действительной структуре транзистора, где эмиттер и коллектор расположены по разные стороны от базы?

Коллектор

Змиттер

база

Ваза

Коллектор

р-п-р

Зллиттер

Рис. 30. Типичное расположение трех выводов транзистора.

Рис. 31 Условное обозначение транзистора структуры р-п-р.

Л. - Это наследство доисторической эпохи, относящейся к 1948 г Появившиеся тогда первые в мире транзисторы были «точечного» типа Они состояли из кристалла германия типа п, служившего базой, на который опирались два металлических острия, расположенные очень близко одно к другому (рис 33),

Н. - Любознайкии, а не было ли это возвращением к старому кристаллическому детектору?

Л. - Почти. Но вместо одного острия было два Питание того транзистора осуществлялось так же, как питание современного транзистора структуры р-п-р. Точечный транзистор отличался тем же недостатком, что и его предок кристаллический детектор - отсутствием стабильности. Кроме того, ои ие мог работать при сколько-нибудь значительных мощностях. Вот почему теперь точечный транзистор совершенно не используется В то же время точечный диод до сих пор используется широко, особенно на сверхвысоких частотах, например в радиолокации, потому что там высоко ценится малая емкость такого диода.

база

Коллектор

п-р-а

Эмиттер

Рис. 32. Условное обозначение транзистора структуры п-р-п.

$миттеа

Коллектор

Рис 33. Устройство точечного транзистора.

Н. - Прежде чем идти дальше, я хотел просить тебя, Любозиайкин, кратко резюмировать (лучше в письменной форме) суть того, чему ты меня научил и что потребуется для понимания твоих последующих объяс-нений. Это позволило бы мне до нашей следующей встречи лучше усвоить пройденное.

Л. - Я охотно составлю для тебя такое резюме и пришлю его по почте А пока, Незнайкин, доброй ночи!

Письмо Любозпайкипа к Незпайкипу

Вот, мой дорогой друг, сведения, которые должны прочно врезаться в твою память:

* Транзистор состоит из трех зон-областей: эмиттера, базы и коллектора. Они содержат примеси, придающие эмиттеру и коллектору электрические свойства, противоположные свойствам базы.

* Существует два типа транзисторов: р-п-р и п-р-п. Больше распространен первый тип, по крайней мере среди транзисторов из германия. (По технологическим соображениям ббльшая часть кремниевых транзисторов делается со структурой п-р-п.)

* в транзисторе р-п-р базе сообщают отрицательный по отношению к э.читтеру потенциал, а коллектору - еще более отрицательный, чем базе.

* в транзисторе п-р-п база должна быть положительной по отношению к эмиттеру, а коллектор еще более положительным, чем база.

* Отмечено, что в обоих случаях приложенные напряжения питают переход эмиттер-база в пропускающем направлении.

* Ток базы имеет очень малую величину (микроамперы); ток коллектора значительно больше (миллиамперы).

* Малое изменение тока базы вызывает сильное изменение тока коллектора. Отношение второго изменения к первому называется коэффициентом усиления по току.

* Вход транзистора (база-эмиттер) имеет относительно небольшое сопротивление. Поэтому подаваемые на вход сигналы должны рассеивать некоторую мощность.

* Выход транзистора (коллектор-змиттер) отличается высоким сопротивлением.

* Изменение напряжения, приложенного между базой и эмиттером, определяет изменение тока базы; а это изменение в свою очередь вызывает большее изменение тока коллектора. Если в цепь коллектора включено сопротивление нагрузки, то на нем можно выделить усиленное напряжение.

Вот в неско.1Ьких словах, мой дорогой Незнайкин, выводы, к которым мы пришли.

Твой друг

Любозиайкин

.ujfc,

ifjt Ли fopecTaS yfeiMauKuHy

БЕСЕДА ПЯТАЯ

Конечно, Незнайкину не придется самому делать транзисторы, но это не мешает ему живо интересоваться довольно своеобразными приемами изготовления «трехлапых созданий-». Попутно он узнает, что суиествует много разновидностей этих приборов, созданных для выполнения различных задач. Так, все возрастающие требования к частотным пределам и отдаваемой мощности заставили специалистов-технологов принять некоторые весьма оригинальные решения.

Содержание: Очистка методом зонной плавки. Высокочастотный нагрев. Выращивание монокристалла. Резка монокристалла. Метод изготовления «тянутых: переходов. Сплавные транзисторы. Проблема мощных транзисторов. Метод диффузии. Время пробега. Емкости р-п-переходов. Полупроводниковый тетрод. Поверхностно-барьерные транзисторы. Метод двойной диффузии. Дрейфовый транзистор структуры р-п-р. Меза-транзистор. Канальные транзисторы.

НЕМНОГО ТЕХНОЛОГИИ

2еРМАНии

Первоначальная очистка

Незнайкин. - Знаешь ли ты, Любознайкии, что у меня никогда не возникало искушение самому делать электронные лампы? Необходимость откачать из стеклянного баллона практически весь воздух была для меня непреодолимым препятствием, так как мой велосипедный насос не казался мне подходящим для этого. А теперь мне кажется, что я могу без особых затруднений изготовить для своих собственных нужд несколько транзисторов. Не думаешь ли ты, что я могу найти в магазине химреактивов все нужные мне вещества: чистый германий, сурьму для области л и индий для области р7

Любознайкии. - Ты это серьезно, мой бедный друг?

И. - Конечно, а разве это так трудно?

Л. - Еще как!... Прежде всего нужно достаточно хорошо очистить германий, так как тот, что ты можешь найти в продаже под названием «чистый», далеко не так чист, как нам нужно. Затем ему нужно придать правильную кристаллическую структуру, превратив его в единый кристалл или монокристалл. Потом в него нужно ввести примеси типов р и п, создав оба перехода, разделяющих транзистор на три области-зоны. И, наконец, нужно припаять к этим областям выводы, смонтировать все это в единое целое и поместить в герметический корпус, чтобы защитить от внешних воздействий. Только большие, хорошо оснащенные заводы могут правильно выполнить эти разнообразные операции.

Н. - Ты приводишь меня в отчаяние. Неужели действительно так трудно очистить германий?

Л. - Не забывай, что нам нужен действительно чистый германий, в котором на миллиард атомов германия должно содержаться ие более десяти атомов примесей, а то и еще меньше.

Н. - Я предполагаю, что для удаления из германия загрязняющих его посторонних веществ применяют химические процессы.

Л.- Химия делает все, что в ее силах, но этого недостаточно. Поэтому после химической очистки прибегают к физическому процессу, называемому зонной плавкой. Слиток очищаемого германия кладут в очень чистый длинный тигель из кварца или графита и в атмосфере водорода или азота (чтобы избежать какого бы то ни было окисления) нагревают узкую зону этого слитка, доводя германий в этом месте до плавления. Эту расплавленную зону медленно перемещают от одного конца тигля к другому.

Н. - Я думаю, что при этом примеси выгорают.