|
| |
|
Главная Журналы 26. Из каких соображений выбирается величина конденсатора, шунтирующего сопротивление смещения? 27. В чем состоит явление вторичной эмиссип н дпнатронпый эффект? 28. Как устранить динатронный эффект? 29. Каковы преимущества пентода по сравнению с триодом? 30. Как устроен лучевой тетрод? 31. Почему тетроды пе используются в усплителях низкой частоты? 32. В чем преимущества комбинированны.х ламп? 33. Какие многосеточные лампы вы знаете? 34. Как работает электронно-лучевая трубка? ГЛАВА ТРАНЗИСТОРЫ (ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ТРИОДЫ) § 1. УСТРОЙСТВО и ПРИНЦИП РАБОТЫ ТРАНЗИСТОРА В § Г) глапы II мы познакомились с полупроводниковыми вентилями и их основным свойстном односторонней проводимости на границе раздела полупроводников с различными типами проводимости. Транзистором называется электропреобразовательный нолу-проподни);овый прибор с электрическими переходами, имеготдий три вывода. Транзистор (полупроводниковый триод) представляет собой трехслойный полупроводник с чередующимися типами проводимости. Например, два слоя иолупронодни-ка с дырочной проводтюстью, разделенные слоем полупроводника с электронной проводимостью, образуют транзистор типа р ~ п - р. На рис. V-1 показано схематическое устройство плоскостного транзистора типа р-п-р (а) и графически пред-станлено распределение потенциала вдоль транзистора (б). Точно так же мо/кет быть изготовлен транзистор типа п-р-п, в котором два слоя полупроводника с электрон-  Рис. V-1, Схематическое устройство ПЛОСКОСТНОГО транзистора типа р - п-р(а) и графическое представление распределения потенциала вдоль транзистора (6) чается в схему. В рабочих условиях к транзистору подключают смещающие батареи; при этом один из слоев в цепях батарей служит общим электродом. Средний слой транзистора называют базой, или основанием. На рис. V-2, а показана схема подключения  смещающих батарей к транзистору, когда общим электродом служит база. Полярность включения батарей должна быть такой, чтобы один из энергетических барьеров понизился, а другой повысился. Электронно-дырочный переход, к которому батарея подключена в пропускном (прямом) направлении, называется эмиттером - он служит поставщиком зарядов и аналогичен с этой точки зрения катоду электронной ламны. Этот р-и-переход называется эмиттерным. Электронно-дырочный переход, к которому батарея подключена в обратном направлении, называется коллектором - этот электрод аналогичен аноду электронной лампы. Если в транзистор типа р-п-р включена батарея так, что плюс ее соединен с эмиттером, а минус - с базой, то потенциальный барьер на переходе эмиттер - база понизится и распределение нотенц.иала вдоль транзистора будет иметь вид, показанный на рис. V-2, б. При таком включении батареи дырки из эмиттера начнут перемещаться через переход в область базы, а электроны - из области базы в область эмиттера. Так как в эмиттере сосредоточено значительно больше дырок, чем электронов в базе, результирующий ток определяется в основном движением дырок от эмиттера в базу. Если замкнуть цепь коллектор - база, включив в нее батарею минусом к коллектору, то высота второго потенциального барьера увеличится. Это значит, что дыркам из области коллектора будет еще труднее проникнуть в область базы. Но если в области базы окажутся дырки (практически введенные туда из области эмиттера), то они будут легко «скатываться» из базы в коллектор. Проникшие из эмиттера в область базы дырки движутся в направлении коллектора, частично рекомбинируя на пути с электронами. Соединение дырки с электроном (рекомбинация) приводит к исчезновению как дырки, так и свободного электрона. Последний замещает дырку в соответствующей ва.лентной связи, и нейтрализованные заряды уже не участвуют более в проводимости. Скорость движения дырки зависит от разности потенциалов между эмиттером и базой (или между эмиттером и кол.лектором). Чем больше эта разность, тем быстрее движется дырка. Транзисторы изготовляют так, что расстояние между эмиттерным и коллекторным переходами меньше среднего пути движения дырки, что обеспечивает такую работу, при которой большая часть их не успевает рекомбпниро-вать и «скатиться» с потенциального барьера в область коллектора. В области эмиттера с дырочной проводимостью действует поле внешней эмиттерной батареи, способствующее дрейфу дырок через эмиттерный переход в область базы. Здесь часть дырок рекомбинирует с электронами, а подавляющее большинство дрейфует далее и беспрепятственно проникает через коллекторный переход в область коллектора. Дырки движутся под действием поля внешней  Риг. V-3. Зависимость изменения тоьа KOiijECKTopa от напряжения Ьоллекторной батареи при ])аз-личиых значениях напряжения па омиттсре коллекторной батареи Е, включенной между базой и кол-лекторо.м. Беспрепятственное движение дырок через коллекторный нере.ход означает, что последний обладает мальш сопротивлением. С увеличением отрицательного напряжения коллекторной батареи сопротивление коллек10р- ного перехода начинает при не-которо.м £ резко возрастать до весьма больпюго значения (порядка мегом). Это вызвано тем, что при неизменном напряжении э.миттерной батареи число дырок, поставляемых пз эмиттера в единицу времени, постоянно и ограниченно, а ко.л-лектор, если Е достаточно велико, их быстро удаляет. В подобном случае ток не успевает расти столь же быстро, как возрастает напряжение Е, что эквивалентно болыпому сопротивлению цепи (рис. V-3). Дальнейншй рост Е почти не приводит к росту тока коллектора. Последний может возрасти лишь с увеличением тока эмиттера, т. е. с увеличением числа дырок, поставляемых эмиттером, как видно из графиков на том же рисунке. Рассматривая процессы, происходящие внутри транзистора, мы акцентировали внимание на дырочной проводимости. Во внешней цени ток переносится э.11ектрона-ми. Электронные токи протекают в базовой области в направлениях, обозначенных на рис. V-2 соогветствуюигими стрелками. Ток, протекающий в цепи эмиттера, называют током эмиттера /„, а в цепи коллектора - током коллектора 1. В рассматриваемо!! схеме рис. V-2 ток коллектора является выходным током, а ток эмиттера - вход- НЫ.М. Отношение изменения тока коллектора к вызвавше.му его изменению тока эмиттера при постоянном напряже1!ии коллектора называют статическим коэффициентом усиления по току а: а=дуг при С7 = пост. Для плоскостных триодов а всегда меньше единицы. В современных транзисторах а-0,9-0,99. Если посмотреть на рис. V-2, а, то видно, что ток в оа-зовом проводе h равен разности между токами эмиттера и коллектора: -а)-/,. Таким образом, в транзисторе мы п.меем дело с тремя токами и в триоде так же с тре.мя токами в трех цепях. Конструктивное устройство сплавного германиевого транзистора типа р-п-р показано на рис. V-4. Эмит-терный и коллекторный р-и-р-переходы в таких транзисторах получают вплавлением к германий типа п металла индия в среде водорода при температуре 550 С. Транзистор смонтирован на круглом металлическом основании с двумя отверстиями, в которых установлены изоляторы. Через изоляторы пропущены выводы коллектора и эмиттера. Вывод базы пршхаян непосредственно к основанию прибора. Кристалл гер.мания в виде тонкой пластинки установлен на особой шайбе, прикрепленной к основанию. К пластинке германия типа п с двух сторон вплавлен ин-ДИ1, приАгеси которого создают в гер.мании слои типа р. К индию припаяны выводы э.миттера и коллектора. Все ycTpoiicTBO заключено в стальной цилиндрический корпус, спаянный с основанием. Конструкция кре.мниевых транзисторов типа п-р-п ана.югична приведенной выше. Для получения п - р-п-переходов в пластинку кремния тииа р вплавляют с двух сторон сплав олова с небольошм содержанием фосфора. Кремниевые транзисторы (например, 11101, П102, 11103) имеют несколько ббльшие размеры, чем германиевые,  Рис. V-1. Устройство сплавного германиевого транзистора типа р-п-р. 1 - электрод коллектора; а - кристалл германия; 3 -электрод эмиттера, 4 - колба; .5 - вывод коллектора; 6 -вывод базы 7 - вывод эмиттера 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 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 |