Главная Промышленная автоматика.


Электрон, притянутый источником, создает дырку, которая будет заполнена электроном, расположенным ближе к переходу, на месте этого электрона возникнет дырка и т. д., дырка будет перемещаться в сторону перехода, пока она не будет заполнена там новым электроном, пришедшим из области п.

Н. - Следовательно, я был абсолютно прав, когда сказал, что возникает ток, образуемый электронами и дырками, перемещающимися в противоположных направлениях.

Л.- Да, это правильно, когда прикладывают, как мы это сейчас сделали, напряжение в прямом направлении, т. е. присоединяют поло-йсительный полюс источника к области р, а отрицательный полюс -к области п. Но если приложить напряжение в обратном направлении, то результат будет иным (рис. 16),


1000

I 0,1

Ofll 0,001

0,1 1 10 100 то

Напрятение,в

Рис. 16. Прилагая к р-п переходу обратное напряжение, мы лишь оттягиваем электроны и дырки от границы раздела двух областей. Таким образом „потенциальный барьер", высота которого повышается, препятствует прохождению тока.

Рнс. 17. Зависимость обратного тока через р-п переход от приложенного напряжения. Внимание: кривая приведена не в линейном, а в логарифмическом масштабе.


Н. - Почему же? Электроны отрицательного полюса источника притянут дырки области р ближе к концу кристалла полупроводника. А к другому концу кристалла положительный потенциал источника притянет свободные электроны. Вот неожиданность!.. Ведь при этом ни электроны, ни дырки не будут пересекать переход, а потенциальный барьер только увеличится, значит, никакого тока мы не получим!

Л. - Не я заставлял тебя говорить это. Ты сам видел, что ток может установиться только при приложении прямого напряжения, когда положительный полюс соединяется с областью р, а отрицательный с областью п. Но если ты поменяешь полярность, то тока не будет или же будет только чрезвычайно малый обратный ток (рис. 17).

Н. - Даже если приложить высокое напряжение?

Л. -Даже и в этом случае, но до известного предела. Если ты превысишь этот предел, то потенциальный барьер будет прорван и электроны устремятся вперед лавиной: ток мгновенно станет большим. Это явление аналогично электрическому пробою изоляции, и напряжение, при котором оно происходит, называют пробивным напряжением р-п перехода. Это явление в некоторых случаях применяется в электронике, но мы не будем прибегать к его помощи. И для нас переход останется проводником в прямом направлении и практически изолятором в обратном направлении.

Обязательное одностороннее движение

Н. - Но тогда переход, проводящий только в одном направлении, представляет собой настоящий выпрямитель?

Л. - Да, тысячу раз да, дорогой Незнайкин. Если ты приложишь к нему переменное напряжение, то ток пойдет во время одного полупериода, когда напряжение окажется прямым, но не пойдет во время другого полупериода при обратной полярности напряжения (рис. 18).




Рис J8. Лиод с р-п переходом может служить выпрямителем, так же как и вакуумный диод, но в от личие от последнего он не требует напряжения накала! На нашем рисунке показан однополупериод-ный выпрямитель.

н. - Как через любой диод?

Л. - Совершенно верно. И и1«енно по этой причине р-п переход называют полупроводниковым диодом (рис. 19). Как и любой другой диод, он может служить детектором (рис. 20). Он прекрасно выполняет функции детектора, а на очень высоких частотах - даже лучше, чем вакуумные диоды.

Рис. 19. Условное обозначение полупроводникового диода выбрано с учетом условного направления тока от положительного полюса к отрицатель-ьому, которое, однако, не соответствует истинному направлению движения электронов...

l, Детектируемое Лапрятение \ Шсакой ! частоты q Л.

jzHanpmSHue

низкой 0 частоты

Рис. 20. Диод с р-п переходом используется в качестве детектора. Детектированное напряжение выделяется на сопротивлении i?, причем высокочастотная пульсация сглаживается конденсатором С.

н. - А МОЖНО ЛИ также использовать переходы в качестве выпрямителей относительно больших токов, например вместо кенотронов, выпрямляющих анодное напряжение?

Л. - Это широко распространено. Кремниевые, купроксные или селеновые выпрямители с успехом заменяют вакуумные вентили, причем обладают еще и рядом преимуществ; они прочнее, экономичнее, а их срок службы значительно больше.

н. - Если это так то я без колебаний провозглашу: «Да здравствуют полупроводники/»





БЕСЕДА ТРЕТЬЯ

Разобрав в последней беседе свойства переходов, наши два друга приступают здесь к изучению транзистора, у которого при первом же знакомстве обнаруживаются глубокое сходство и не менее глубокое различие с электронной лампой. Любозиайкин и Незнайкин разбирают сущность процесса усиления транзистора и делают интересные наблюдения относительно входного и выходного сопротивлений транзистора.

Содержание: Транзисторы структур р-п-р и п-р-п. Ток покоя. Ток базы. Транзисторный эффект. Усиление тока. Аналогия лампа - транзистор. Входное и выходное сопротивления. Усиление напряжения. Питание транзистора.

ДОБРЫЙ ДЕНЬ, ТРАНЗИСТОР!



Тлупая тушка

Любозиайкин. - Здравствуй, Незнайкин! Почему ты опоздал и почему у тебя такой разъяренный вид?

Незнайкин. - Есть отчего... Знаешь ли ты, что иа вашу улицу нельзя больше проехать на автомобиле?

л. - На ней одностороннее движение, но достаточно выехать на нее в разрешенном направлении, чтобы...

Н. - Нет больше разрешенного направления! Эти регулировщики, которые, несомненно, считают себя большими остряками, повесили и иа другом конце знак «Въезд запрещен», так что теперь въезд на вашу улицу закрыт с обеих сторон.

Л. - Ну, это, может быть, просто шутка одного из тех, кому надоел шум автомобилей... и теперь мы в тишине сможем наконец рассмотреть принцип работы транзистора.

Н. - Я горю от нетерпения узнать, как устроено это «трехлапое создание».

Л. - Ну, в этом нет ничего сложного. Транзистор состоит из двух противоположно направленных р-п переходов. Можно, например, объединить два р-п перехода таким образом, что их область р окажется общей; в результате получим транзистор структуры п-р-п (рис. 21).

Н. - Я думаю, что точно так же от объединения области га двух р-п переходов мы получим транзистор структуры р-п-р. .

Л. - Естественно. Я добавлю, что одна из внешних областей называется эмиттером, а другая - коллектором, средняя же область, которая должна быть очень тонкой (и я прошу тебя обратить иа это условие особое внимание), называется б а з о й.

Н. -Одним словом, транзистор представляет собой своеобразный бутерброд из двух толстых кусков хлеба, между которыми положен тоненький кусочек ветчины

Л. - Да, если хочешь.

Н. - Но позволь мне сказать, что твой бутерброд так же несъедобен, как недоступна для машин ваша улица.


Эмиттер База Поллентор Эмиттер База Коллектор

Рис. 21. Два основных вида транзисторов: п-р-п и р-п-р.





0 1 2 3 4 5 [6] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

0.0036