‘≥зика > “ранзистори

“ранзистори

¬ластивост≥ pЧn-перех≥ду можна використовувати дл¤ створенн¤ п≥дсилювача електричних коливань, називаного нап≥впров≥дниковим тp≥одом або тpанзистоpом.

” нап≥впров≥дниковому тр≥од≥ дв≥ p-

-област≥ кристала розд≥л¤ютьс¤ вузькою n--областю. “акий тр≥од умовно позначають p-n-p. ћожна робити ≥ n-p-n тр≥од, тобто розд≥л¤ти дв≥ n-област≥ кристалу вузькою p--областю (мал. 1).

“р≥од pЧnЧp типу складаЇтьс¤ з трьох областей, крайн≥ з ¤кий волод≥ють диpочною пров≥дн≥стю, а середн¤ Ч електронною. ƒо цих трьох областей тр≥ода робл¤тьс¤ самост≥йн≥ контакти а, б и в, що дозвол¤Ї подавати р≥зн≥ напруги на л≥вий pЧn-пеpех≥д м≥ж контактами а ≥ б ≥ на пpавий nЧp-пеpех≥д м≥ж контактами б и в.

якщо на правий перех≥д подати зворотна напруга, то в≥н буде замкнений ≥ через нього буде прот≥кати дуже малий зворотний струм. ѕодамо тепер пр¤му напругу на л≥вий p-n-пеpех≥д, тод≥ чеpез нього почне пpоходити значний пp¤мий струм.

ќдна з областей тр≥ода, наприклад л≥ва, м≥стить звичайно в сотн≥ раз≥в б≥льшу к≥льк≥сть дом≥шок p-типу, чим к≥льк≥сть n-дом≥шок в n-област≥. “ому пр¤мий струм через p-n-перех≥д буде складатис¤ майже вин¤тково з д≥pок, що рухаютьс¤ л≥воруч напpаво. ѕотрапивши в n-область тp≥ода, д≥pки, ¤к≥ зд≥йснюють тепловит≥ рухи, дифундують у напр¤мку до n-p-переходу, але частково встигають перетерп≥ти рекомб≥нац≥ю з в≥льними електронами n-област≥. јле ¤кщо n-область вузька ≥ в≥льних електрон≥в у н≥й не занадто багато (не ¤скраво виражений пров≥дник n-типу), та б≥льш≥сть д≥рок дос¤гне другого переходу ≥, потрапивши в нього, перем≥+ститьс¤ його полем у праву p-область. ” гарних тр≥од≥в пот≥к д≥рок, що проникають у праву p-область, складаЇ 99% ≥ б≥льш в≥д потоку, що проникаЇ л≥воруч у n-область.

якщо при в≥дсутност≥ напруги м≥ж точками а ≥ б зворотний струм у nЧ p-

-переход≥ дуже малий, те п≥сл¤ по¤ви напруги на затисках а ≥ б цей струм поч-ти так само великий, ¤к пр¤моњ струм у л≥вому переход≥. “аким способом можна керувати силою струму в правом (замкненому) n-p-переход≥ за допомогою л≥вого p-n-переходу. «амикаючи л≥вий перех≥д, ми припин¤Їмо струм через правий перех≥д; в≥дкриваючи л≥вий перех≥д, одержуЇмо струм у правому переход≥. «м≥нюючи величину пр¤моњ напруги на л≥вому переход≥, ми будемо зм≥нювати тим самим силу струму в правом переход≥. Ќа цьому ≥ засноване застосуванн¤ p-n-p-тр≥ода ¤к п≥дсилювача.

ѕри робот≥ тр≥ода (мал. 2) до правого переходу п≥дключаЇтьс¤ оп≥р навантаженн¤ R ≥ з по-м≥ццю батарењ Ѕ подаЇтьс¤ зворотн¤ напруга (дес¤тки вольт≥в), що замикаЇ перех≥д. ѕри цьому через перех≥д прот≥каЇ дуже малий зворотний струм, а вс¤ напруга батарењ Ѕ прикладаЇтьс¤ до n-p-переходу. Ќа навантаженн≥ ж напруга дор≥внюЇ нулю. якщо подати тепер на л≥вий перех≥д невелику пр¤му напругу, то через нього почне прот≥кати невеликий пр¤мий струм. ћайже такий же струм почне прот≥кати ≥ через правий перех≥д, створюючи спаданн¤ напруги на оп≥р навантаженн¤ R. Ќапруга на правому n-p-переход≥ при цьому зменшуЇтьс¤, тому що тепер частина напруги батарењ падаЇ на опор≥ навантаженн¤.

ѕри зб≥льшенн≥ пр¤моњ напруги на л≥вому переход≥ зб≥льшуЇтьс¤ струм через правий перех≥д ≥ росте напруга на опор≥ навантаженн¤ R.  оли л≥вий p-n-перех≥д в≥дкритий, струм через правий n-p-перех≥д робитьс¤ наст≥льки великим, що значна частина напруги батарењ Ѕ падаЇ на опор≥ навантаженн¤ R.

“аким чином, подаючи на л≥вий перех≥д пр¤му напругу, р≥вну часткам вольта, можна одержати великий струм через навантаженн¤, причому напруга на н≥й буде складати значну частину напруги батарењ Ѕ, тобто дес¤тки вольт≥в. «м≥нюючи напругу, ¤ка п≥дводитьс¤ до л≥вого переходу, на сот≥ частки вольта, ми зм≥нюЇмо напругу на навантаженн≥ на дес¤тки вольт, таким способом одержують посиленн¤ по напруз≥.

ѕосиленн¤ по струму при дан≥й схем≥ включенн¤ тр≥ода не виходить, тому що струм, що йде через правий перех≥д, нав≥ть небагато менше струму, що йде через л≥вий перех≥д. јле внасл≥док посиленн¤ по напруз≥ тут в≥дбуваЇтьс¤ посиленн¤ потужност≥. ” к≥нцевому рахунку посиленн¤ по потужност≥ в≥дбуваЇтьс¤ за рахунок енерг≥њ джерела Ѕ.

ƒ≥ю транзистора можна пор≥вн¤ти з д≥Їю гребл≥. «а допомогою пост≥йного джерела (плину р≥ки) ≥ гребл≥ створений перепад р≥вн≥в води. «атрачуючи дуже невелику енерг≥ю на вертикальне перем≥щенн¤ затвора, ми можемо керувати потоком води великоњ потужност≥, тобто керувати енерг≥Їю могутнього пост≥йного джерела.

ѕерех≥д, що включаЇтьс¤ в прох≥дному напр¤мку (на малюнках - л≥вий), називаЇтьс¤ ем≥терним, а перех≥д, що включаЇтьс¤ в замикаючому напр¤мку (на малюнках - правий) Ч колекторним. —ередн¤ область називаЇтьс¤ базою, л≥ва Ч ем≥тером, а права Ч колектором. “овщина бази складаЇ лише трохи сотих чи тис¤чних часток м≥л≥метра.

“ерм≥н служби нап≥впров≥дникових тр≥од≥в ≥ њхн¤ економ≥чн≥сть у багато раз≥в б≥льше, н≥ж в електронних ламп. «а рахунок чого транзистори знайшли широке застосуванн¤ в м≥кроелектрон≥ц≥ Ч т≥л≥-, в≥део-, ауд≥о-, рад≥оапаратур≥ ≥, звичайно ж, у комп'ютерах. ¬они зам≥н¤ють електронн≥ лампи в багатьох електричних ланцюгах науковоњ, промисловоњ ≥ побутовоњ апаратури.

ѕереваги транзистор≥в у пор≥вн¤нн≥ з електронними лампами - т≥ ж, ¤к ≥ в нап≥впров≥дникових д≥од≥в - в≥дсутн≥сть напруженого катода, що споживаЇ значну потужн≥сть ≥ потребуючого часу дл¤ його роз≥гр≥ву.  р≥м того транзистори сам≥ по соб≥ в багато раз≥в менше по мас≥ ≥ розм≥рам, чим електричн≥ лампи, ≥ транзистори здатн≥ працювати при б≥льш низьких напругах.

јле пор¤д з позитивними ¤кост¤ми, тр≥оди мають ≥ своњ недол≥ки. як ≥ нап≥впров≥дников≥ д≥оди, транзистори дуже чуттЇв≥ до п≥двищенн¤ температури, електричним перевантаженн¤м ≥ сильно проникаючим випром≥нюванн¤м (щоб зробити транзистор б≥льш довгов≥чним, його запаковують у спец≥альний Уфутл¤рФ).

ќсновн≥ матер≥али з ¤кий виготовл¤ють тр≥оди Ч кремн≥й ≥ герман≥й.

1

Ќазва: “ранзистори
ƒата публ≥кац≥њ: 2005-03-24 (880 прочитано)