Е. Айсберг - Транзистор - Это оччень просто!, страница 10

В таком транзисторе в отличие от транзистора структуры и-р-и коллектор нужно сделать отрицательным по отношевию к эмнттеру. Я должен тебе признаться, что это мне очень неприятно. Л. — Почему же) Н. — Потому что я всегда стремлюсь сравнивать транзистор с электронной лампой, и идея сделать анод отрицательным по отношению к ка- тоду (ведь именно их роль выполняют соответственно коллектор и эмиттер) менн несколько разочаровывает.

Тот же факт, что база должна быть отрицательной по отношению к эмиттеру, радует мое сердце, так как я думаю, разумеется, о сетке, Л. — Незнайкин, остерегайся таких сопоставлений, н уже говорил тебе об этом, Н. — Как бы там ни было, но при таком распределении напряжений переход эмнттер †ба питается н проводящем направлении. Это значит, что отталкнваемые положительным полюсом источника питания дырки эмиттера неудержимо устремляются через Л-п переход в базу, Благодаря малой толщине базы большинство дырок успеет проскочить через нее н проникнет в коллектор, не прореагировав на слабое притяжение отрн- Рнс. 28.

Распределение носителей заряло (алсктронов и лырок) и нонизированнык ат ° нов в транзисторе структуры р-и-р ло вкзыеенвя напряжений витания, Н» рисунке викин потенциальные барьеры,образованные ионаиа с разноииенныии зарялаыи. тл Л. — Это совершенно верно. Однако что происходит с теми немногочисленными дыркамн, которые, нак, ты говоришь, прореагируют иа прн. тяжение отрицательного полюса батареи Еа, (рнс. 29)? Н. — Онн нейтрализуются в результате рекомбивации с поступив. шими от этого полюса злектронамн.

Таким образом они создают неболь. шой ток !а, протекающий от базы к эыиттеру (в электронном смысле, конечно)'. Л. — А квкова судьба большинства дырок, которые досгиглн коллек. хораз Н. — Там происходит то же самое явление: дырки нейтрализуются электронами, поступающими нз отрицательного полюса батареи Е,, И каждый раз, когда электрон проникает из батареи в коллектор, чтобы ,у.ыитптер база Ноллеилтнут Рис. 2Э. Движение носителей авралов в работавшем Р-Нтд тРаиане ОРЕ.

ДЛЯ бОЛЬШЕй ЯСИОСтн НОНЫ Ва втоы рисунке не показаны. нейтрализовать дырку, другой электрон покидает один из атомов эмиттера и поглощается положительным полюсом этой батареи; само собой разумеется, сто, покидая свой атом, данный электрон порождает в амит. тере новую дырку. Ток поддерживается движением дырок от эмнттера к коллектору и электронов в обратном направлении. Разве не так? Л.

— Я восхищен, как здорово разобрался ты в работе транзистора. Действительно, все пронсхолнт так, как если бы армия штурмовала кре. ность. Атакующие дос~игают вершины стены п в неудержимом порыве врываются в город, прорываясь через ряды пытающихся нх сдержать за. щнтников. Н. — Твоя аналогия, где крепостная стена нредстанляет базу, а го. род — коллектор, была бы более убедительной, если бы осажденный гар низон предпринимал контратаку, символизирующую движение электро нов навстречу атакующим дырнам, вооруженным неотразимым ..

поло жнтельиым зарядом, Да, кстати, с одинаковой ли скоростью движутс, электроны и дыркир Несколько футпуристии беских комбинаиий Л. — Нет, Иеэнайкин, В чистом германии под воздействием электрического поля величиной в один вольт на сантиметр электроны пробегают около сорока метров в секунду, тогда как дырки перемещаются вдвое медленнее.

В кремнии прн этих же условнях у электронов скорость порядка двенадцати метров в секунду, а скорость дырок составляет всего лишь два с половиной метра в секунду. А в некоторых и нт е р нет а лл н чески х соединениях скорость электронов достнгает более полукилометра в сенупду. Н.— Что зто за интерметаллнческяе соединения, которые ты неожиданно суешь мне под нос? Л. — Это полупровддннки, представляющие собой комбинацию трехвалентных н пятивалентных элементов... Н.†..комбннацию, дающую в среднем валентное число четыре, т.

е. такое же, как у германия н кремния. Можешь лн ты назвать мне некоторые такие комбинации? Л. — Пожалуйста. Из комбинации пятивалевтной сурьмы н трехвалентного галлия, например, можно получать транзисторы. Трехвалентный индий в комбинации с пятивалентным фосфором дает полупроводниковый материал, используемый для производства некоторых днодов. Удалось даже попользовать соединение кадмия (валентное число — два) с селевом (залентнос число — шесть) для иэготовлення фотоэлемсвтов. Область интерметаллических полупроводниковых матерналов, являясь предметом активных исследований, открывает интересные перспектнвы будущего... Н.

— Лорогой друг, давай вернемся к нашим овцам... на~ трех ногах. Я хотел бы знать, чем различаются эмиттер и коллектор. В транзнсторе П-и-р оба онн типа р (так же как в транзисторе и-р-и они оба типа и). Не свидетельствует лн это об их взаимозаменяемости? Л. — Нет, дорогой друг. И ты сам легко поймешь, почему. Если ток, идущий от эмнттера к базе, а затем к коллектору, имеет примерно одну и ту же велнчнну, то этого нельзя сказать о напряжениях. Между базой н змиттером напряженке невелико, а между коллектором к базой оно значительно выше. Н.— Я понял Так как произведение тока на напряженяе дает мощность, то мощность, рассеиваемая со стороны коллектора, во много раз больше той, ноторая рассеивается между эмиттером н базой. Л.— Ты тысячу раз прав.

Вот почему коллектор должен легче отводить выделяющееся там тепло, У яего ббльшая, чем у эмнттера, площадь. А в мощных траязнсторах коллектор припади к металлическому корпусу, что облегчает излучение тепла н передачу его иа шассн благо. даря теплопроводностн корпуса. 4 О выводах и условных обозначениях Ъ \ Н.— Теперь я понимаю, чем различаются электроды транзистора, но как нх узнают? Как определить, какой вывод транзистора соедннен с эмиттером, а какой соответствует базе или холлектору) Л. — Опознаются онн очень просто.

Обычно три проволочных вывода расположены в линию (рнс. 30), причем средний из них соедннен с базой, один нз крайних выводов, ближайшнй к среднему, — с эматтером, а дру- гой вывод — с коллектором (этот вывод иногда отмечается цвеююй точкой), Н. — Это одновременно н просто и логично, как и условное кзобра- женне транзистора на твоих рисунках, которое представляет собой рав..м деленный на трн зоны-области прямоугольник. Л. — Увы, Незнайкнн, это действительно логичное н соответствую- щее истинной труктуре транзистора условное изображение обычно не ис- пользуется в схемах.

Н. — Досадно. Каково же «офицнальное» графическое обозначение транзнсторар Л. — Всеь~нрпо принятого условного обозначения нет. В разных стра- нах н даже разные авторы в одной стране нередко применяют различные условные обозначения, Большинство же пользуется обозначением в виде й зак, зм Ммлеепар база р-гт-р уулгагп жлзилзшер Рис. 31 Услбввае обозначение трввзвстврв структуры р-в-р. Рвл. 30. Тилвчвае расположение трех вывозов трвизисторв.

Л. — Это наследство доисторической эпохи, относящейся к 1948 г Появившиеся тогда первые в мире транзисторы были «точечиого» типа Они состояли из кристалла германия типа гг, служившего базой, на который опирались два металлических острия, распологкенные очень близко одно к другому (рис 33). Н. — Любознайкин, 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-и-П.

Точечный транзистор отличался тем же недостатком, что н его предок кристаллический детектор — отсутствием стабильности. Кроме того, он не мог работать при сколько-нибудь значительных мощностях. Вот почему теперь точечный траьзистор совершенно не используется В то же время точечный диод до снх пор используется широко, особенно на сверхвысоких частотах, например в радиолокации, потому что там высоко ценится ыалаи емкость такого диода.

зуаллелша(г слшер Рвс 33. Устроастваточечквга трвв- ввстврв. Рвс. 32. Услввиов вбвзввчвнкв трввзкстлрв структуры лсюж Н. — Прежде чем идти дальше, я хотел просить тебя, Любознайкин, кратко резюмировать (лучше в письменной форме) суть того, чему ты меня научил и что потребуется для понимания твоих последующих объяснений. Это позволило бы ыне до нашей следующей встречи лучше усвоить пройденное. Л.— Я охотно составлю для тебя такое резюме и пришлю его по почте А пока, Незнайкггн, доброй ночи! круга с жирной черточкой внутри, к середине которой подходят под углом две тонкие линии Жирная черточиа обозначает базу, тонкая линия, снабженная стрелкой, — эмиттер, а другая такая же линия, но без стрелки, — коллектор А кроме того (запомии 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 струхтуре транзистора, где эмиттер и коллектор расположены по разные стороны от базыг ййгбсьмо Любознагбкгбна и Незнагькггну 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-и-р базе сообщают отрицательный по отношению к эмиттеру потенциал, а коллектору — еще более отрицательный, чем базе.

ь В транзисторе и-р-и база должна быль положительной по отношению к эмиттеру, а коллектор еще более положительнььм, чем база. " Отмечено, что в обоих случаях приложенные напряжения питают переход эмиттер — база и пропускающем направлении. " Ток базы имеет очень малую величину (микроамперы)т 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 †эмитт) имеет относительно небольшое сопротивление. Поэтому подаваемые на вход сигналы должны рассеивать некоторую мощность. * Выход транзистора (коллектор — эмиттер) отличается высоким сопротивлением.

* Изменение напряжения, приложенного между базой и эмиттером, определяет изменение тока базы; а это изменение в свою очередь вызывает болыиее изменение тока коллектора Если в цепь коллектора включено сопротивление нагрузки, то на нем можно выделить усиленное напряжение. Вот в нескольких слова», мой дорогой Незнайкин, выводвц к которым мы пришли. Твой др г юбознайкин Конечно, Неэнайкину не придется са.иому делать транзисторы, ио это не мешает ему живо интересоваться довольно своеобразие»ми приемами изготовления «трехлалых созданий». Попутно он узнает, что существует много разновидностей этих приборов, созданных для выполнения различных задач. Так.